电控知识Word文档下载推荐.docx
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1．3．1有载工作状态
1．3．2开路
1．3．3短路
第2章正弦交流电路
2．1正弦电压与电流
2．1．1频率与周期
2．1．2幅值与有效值
2．1．3初相位
2．2整流电路
2．2．1单相半波整流电路
2．2．2单相桥式整流电路
第3章电机学初步
3．1直流电机
3．1．1直流电机的构造
3．1．2直流电机的基本工作原理
3．2交流电机
3．2．1三相异步电动机的转动原理
3．2．2三相异步电动机的极数与转速
3．2．3三相异步电动机的构造
3．3同步电机、步进电机的特性和工作原理
3．3．1同步电机的特性和工作原理
3．3．2步进电机的特性和工作原理
第4章变压器
4．1变压器概述
4．1．1定义
4．1．2变压器的分类
4．1．3变压器的结构
4．2变压器的电路理论及主要技术参数
4．2．1变压器的基本工作原理
4．2．2额定值
4．2．3变压器的损耗与效率
4．2．4电压调整率
第5章常用仪表
5．1万用表
5．2指针式万用表的使用
5．2．1电流的测量
5．2．2电压的测量
5．2．3其它用途
第三篇单片微型机及集成电路
第1章单片机简介
1．1单片机的组成
1．2常用单片机介绍
1．2．1东芝（TOSHIBA）单片机
1．2．2摩托罗拉（MOTOROLA）单片机
1．2．3三星（SAMSUNG）单片机
1．2．4现代（HYUNDAI）单片机
1．2．5三菱（MITSUBISHI）单片机
1．2．6华邦（WINBOND）单片机
1．3单片机的工作原理（以东芝为例）
第2章常用集成电路（IC）介绍
2．1ULN2003/TD62003
2．274LS164
2．3LM311
2．4NEC2501/P521/P621
2．5MC7805/MC7812
第四篇非电信号
第1章温度传感器
1．1温度传感器及其应用
1．2热电阻和热电偶
第2章遥控与接收
2．1遥控器的结构及控制原理
2．2遥控信号产生及传输的工作原理
2．3遥控器的常见故障及维修
2．4遥控信号接收工作原理
第五篇印制板及焊接
第1章印制电路板
1．1概述
1．2电控板的干扰及抑制
1．2．1电磁干扰的产生
1．2．2电磁干扰的抑制
第2章焊接
2．1焊接的概念及物理过程
2．2焊接工具
2．3焊料、焊剂与元件的可焊性
2．4焊接过程与操作要领
2．5焊接的质量检验
2．6特殊元器件的焊接
2．7锡焊元器件的无损拆卸
2．8浸焊
2．9波峰焊和再流焊
参考文献
1．1电阻
1．1．1电阻的特性
导电的物体叫导体，导体在通过电流时呈现出一定的阻力，称导体对电流的阻碍作用为电阻。
具有一定阻值、一定几何形状、一定技术性能且在电路中起电阻作用的元件叫电阻器，简称电阻。
电阻在电路中主要用途：
一是稳定和调节电路中的电流和电压，其次还有限制电路电流、降低电压、分配电流等作用，还可以作为消耗电能的负载电阻。
在温度一定时，导体的电阻与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，与导体的电阻率成正比。
这一定律叫电阻定律，可用下式表示：
R=ρL/S（1—1）
式中：
ρ—导体电阻率，单位Ω*mm2/m；
L—导体璄长度，单位m；
S—导体的截面积，单位mm2；
R—导体电阻，单位Ω。
电阻率也称电阻系数，它表明了不同导体的导电性能。
电阻率只与导体的性质有关，而与导体的形状无关。
电阻率越大，则导电性能越差。
通常给出的电阻率是长度为1m，截面积为1mm2的导体在20℃时的电阻值，常用导体的电阻率如表1—1所示。
表1—1常用导体电阻率（单位：
Ω*mm2/m）
材料
电阻率
银
0.016
铁
0.13~0.3
青铜
0.021~0.4
铜
0.0175
锡
0.113
锰铜
0.42
钨
0.056
镍
0.07
康铜
0.4~0.51
铂
0.106
锌
0.061
镍鉻
1.1
钢
0.13~0.25
黄铜
0.07~0.08
铁鉻铝
1.4
1．1．2电阻的分类及识别
1．电阻的分类
电阻一般分为固定式和可变式两大类。
可变电阻又称变阻器或电位器。
电阻按制作材料的不同分为碳膜式电阻、金属膜电阻、线绕式电阻。
膜式电阻的阻值范围较大，但功率范围不太大；
线绕式电阻的阻值范围不大，但功率范围较大。
2．标称阻值及误差
为了便于生产和使用，电阻的生产是根据阻值系列进行的。
常见的电阻阻值系列有E6、E12、E24等系列。
常见电阻系列如表1—2所示。
表1—2常见电阻阻值系列
系列
误差
电阻的标称值
E24
Ⅰ级，±
5%
1.0；
1.1；
1.2；
1.3；
1.5；
1.6；
1.8；
2.0；
2.2；
2.4；
2.7；
3.0；
3.3
3.6；
3.9；
4.3；
4.7；
5.1；
5.6；
6.2；
6.8；
7.5；
8.2；
9.1
E12
Ⅱ级，±
10%
3.3；
8.2
E6
Ⅲ级，±
20%
1.0；
6.8
以E24系列中的2.0为例，电阻的标称值有0.2Ω、2.0Ω、20Ω、200Ω、2000Ω、……。
电阻值的偏差一般分为三个等级：
Ⅰ级为±
5%，Ⅱ级为±
10%，Ⅲ级为±
20%；
分别用字母J，K，M表示。
3．电阻识别方法
1）文字符号法
将需要标志的主要参数用文字、数字符号有规律的组合标志在产品表面上的方法。
电阻的标志应符合如下规定：
欧姆用R千欧姆用k
兆欧姆用M千兆欧姆用G
兆兆欧姆用T
如0.68Ω误差为±
5%的电阻，用文字符号标志为R68J；
如8.2千欧姆误差为±
10%的电阻，用文字符号标志为8k2K等。
2）色标法
用不同颜色的色环来表示电阻不同参数的方法。
在电阻体上，常用四道或五道色环表示阻值和偏差。
四道色环规定如下：
第一道色环代表的数是阻值的第一位有效数字，第二道色环代表的数是阻值的第二位有效数字，第三道色环代表的数是表示阻值的乘数为10n（n为颜色表示的数字），第四道色环代表的数是表示阻值的偏差。
阻值的单位为欧姆。
四道色环表示的阻值及误差见表1—3。
表1—3电阻的四色环标示法
颜色
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
黑
金
无
左第一位
1
2
3
4
5
6
7
8
9
—
左第二位
右第二位（倍乘）
101
102
103
104
105
106
107
108
109
100
右第一位（误差%）
±
10
20
如红红红金，阻值为22×
102 Ω，误差为±
5%。
如橙白红银，阻值为39×
102Ω，误差为±
10%。
五道色环规定如下：
第一道色环代表的数是阻值的第一位有效数字，第二道色环代表的数是阻值的第二位有效数字，第三道色环代表的数是表示阻值的第三位有效数字，第四道色环代表的数是表示阻值的乘数为10n（n为颜色表示的数字），第五道色环代表的数是表示电阻的偏差。
五道色环表示的阻值及误差见表1—4。
表1—4电阻的五色环标示法
左第三位
10-1
10-2
如橙白灰银棕，阻值为398×
10-2Ω，误差为±
1%，即39.8Ω，误差为±
1%。
在色标电阻上的第一道色环识别有如下方法：
四道色环中，第四道色环一般是金色或银色，由此可推出第一道色环。
五道色环中，第一道色环与引脚距离最短，由此可识别出第一道色环。
1．1．3电阻的串联与并联
1．电阻的串联
两个或两个以上电阻依次相连而无分支的连接形式称为串联。
图1—1为三个电阻的串联电路。
I1R1I2R2I3R3IR
a）→ → →b） →
IU1U2U3U
U
a）电阻的串联电路b）等效电路图
图1—1电阻的串联
串联电路的性质有：
1）电路中流过每个电阻的电流都相等，即
I=I1=I2=I3=……=In（1—2）
2）串联电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和，即
U=U1+U2+U3+……+Un（1—3）
3）串联电路的等效电阻（即总电阻）等于各串联电阻之和，即
R=R1+R2+R3+……+Rn（1—4）
当各串联电阻的阻值均相同且等于R’时，等效电阻为
R=nR’（1—5）
4）各电阻上电压降与各电阻的阻值成正比。
5）各电阻上消耗的电功率与各电阻的阻值成正比。
2．电阻的并联
两个或两个以上电阻接在电路中相同两点之间的连接方式，叫做电阻的并联。
图1—2为三个电阻的并联电路。
I→
↓I1↓I2↓I3 I ↓
UU
R1R2R3R
a）电阻的并联电路b）等效电路
图1—2电阻的并联
并联电路的性质有：
1）并联电路各电阻两端电压相等，等于电路两端电压，即
U=U1=U2=U3=……=Un（1—6）
2）并联电路的电流等于各电阻支路电流之和，即
I=I1+I2+I3+……+In（1—7）
3）电阻并联电路的等效电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和，即
1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……+1/Rn（1—8）
当n个相同的电阻R’并联时，其等效电阻为
R=R’/n（1—9）
两个电阻R1、R2并联时等效电阻为
R=R1R2/（R1+R2）（1—10）
不难推知，电阻并联电路的等效电阻必定小于阻值最小的电阻值。
4）并联电路中，各电阻流过的电流与电阻值成反比。
5）各电阻消耗的电功率与各电阻的阻值成反比。
1．2．1电容器的特性
电容器是家用电器中主要元件之一，和电阻一样，几乎每种电子电路中都离不开它。
电容器是由两个金属导体中间夹一层绝缘体（又称电介质），在金属导体引出两电极而构成。
当在两个金属电极间加上电压时，电极上就会贮存电荷。
所以，电容器实际上是贮存电能的元件。
1．2．2电容器的技术参数
1．标称容量和偏差
1）标称容量是标志在电容器上电容的名义容量。
电容器的电容量（亦称电容），是指电容器两端加上电压后贮存电荷能力的大小。
电容量的单位是法拉（F），简称法。
通常法的单位太大，常用它的百万分之一作单位，称为微法（μF），更小的单位是皮法（pF），它们之间的关系是：
1F＝106μF＝1012pF。
2）电容量偏差＝（实际容量-标称容量）/标称容量×
100%。
常见电容的允许误差分为三级：
20%，分别用字母J、K、M表示。
2．额定工作电压
额定工作电压（亦称耐压）是指电容器在电路中规定的工作温度范围内，可连续工作而不被击穿的加在电容器上的最高电压。
实际应用中，电路的工作电压绝对不允许超过该值。
额定工作电压一般标在电容器外壳上。
3．标称容量、偏差及额定电压表示方法
1）直标法指在产品表面直接标志出主要参数和技术
指标的方法。
如图1—3所示电容：
容量为33μF±
5%，耐压为
32伏。
图1—3电容器的直标法
2）色标法电容量的色标法规定类似电阻值的色标法规定，其单位为皮法（pF）。
3）数码符号法用三位数及有关字母组合标志出主要参数和技术指标的方法。
其规定如下：
第一位和第二位数代表电容量的第一和第二位有效数字，第三位数代表电容量的乘数10n（n为颜色表示的数字），单位为皮法（pF）。
如332k，电容为33×
102Pf，误差为±
如104J，电容为10×
104Pf，误差为±
5%。
1．电容器的分类
电容器可分为固定式和可变式两大类。
固定电容按介质又分为空气电容、云母电容、瓷片电容、漆膜电容及电解电容等。
可变电容器按介质分为空气介质可变电容器和固体介质（常见有云母和塑料薄膜）可变电容器。
2．电容器的用途
电容器具有阻止直流或低频信号通过，而允许交流或高频信号通过的特点，因此在电路中常用于隔离直流电压、滤除交流信号、信号调谐等方面。
电感元件是指电感线圈和各种变压器，也是家用电器中重要元件之一。
电感器分为固定电感器和可变电感器两大类。
一般由绕组、骨架和磁芯等组成。
电感在电路中常用字母L表示，电感量是电感线圈的主要参数，电感量的大小与线圈圈数、绕制方式及磁芯的材料等因素有关。
电感量的单位是亨利，简称亨，用字母H表示，比亨小的单位是毫亨（mH），更小的单位是微亨（μH）。
它们之间的关系是：
1H＝103mH＝106μH。
品质因数是电感线圈的另一主要参数，通常用字母Q来表示。
Q值越高表明电感线圈的功率损耗越小，效率越高，即“品质”越好。
电感器的技术参数一般标在电感器的外壳上。
电感器在电路中有阻碍交流电通过的特性。
在交流电路中常用作扼流、降压、交连、负载等。
1．电感线圈
电感线圈按结构特点分为单层、多层、蜂房式、带磁芯式等电感。
1）小型固定电感线圈
小型固定电感线圈又称电感器，具有体积小、重量轻、结构牢固和安装使用方便等优点，广泛用于电子设备中，用作滤波、陷波、扼流、振荡、延迟等。
2）低频扼流圈
低频扼流圈又称滤波线圈，一般由铁芯和绕组等组成。
低频扼流圈常与电容器组成滤波电路，以滤除整流后残存的一些交流成分。
3）高频扼流圈
高频扼流圈用在高频电路中阻碍高频电流的通过。
在电路中与电容器串联或并联组成滤波电路，起到分开高低频的作用。
4）高频天线线圈
高频天线线圈按其用途可分多种，如收音机中的天线线圈就是其中的一种，配以可变电容即可组成调谐电路，以选择不同频率的广播电台信号。
2．变压器
变压器是对交流电（或信号）进行电压、电流和阻抗变换的器件。
按工作频率分为低频变压器、中频变压器和高频变压器；
按用途分为电源变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、级间藕合变压器及专用变压器（如开关变压器）等。
1）低频变压器
低频变压器包括电源变压器和音频变压器。
主要用途是电压变换（降压或升压）和阻抗变换。
2）中频变压器
中频变压器适用于频率范围从几千赫兹到几十兆赫兹，它是超外差式接收机中重要元件，又称为中周。
主要起选频与藕合作用，在很大程度上决定了接收机的灵敏度、选择性和通频带。
3）高频变压器
高频变压器又分藕合线圈和调谐线圈。
调谐线圈与电容组成串、并联谐振回路起选频作用。
藕合线圈在电路中是作为藕合信号用。
变压器在第二篇中有详细介绍，在此不再赘述。
2．1半导体的基本知识
2．1．1半导体的导电特征
1．物质的导电能力
物质按照导电能力的大小分为导体、半导体、绝缘体。
具有良好导电性能的物质叫导体，如铜、铁、铝等金属。
导电能力很差或不导电的物质叫绝缘体，如玻璃、陶瓷、塑料等材料。
导电能力介于导体与绝缘体之间的物质叫半导体，如锗、硅等材料。
导电能力用电阻率来衡量，导体的电阻率一般小于10-4欧姆·
厘米（Ω·
cm）；
绝缘体的电阻率一般在108欧姆·
cm）以上；
純净半导体的电阻率约214000欧姆·
cm）。
2．半导体的导电特征
半导体材料锗和硅都是四价元素，它们原子核最外层有四个价电子。
正常情况下电子受到原子核的束缚，不能任意移动，所以导电性能差。
当硅中掺入三价硼原子时，它外层原有的三个价电子和周围的硅原子中的价电子形成“共价键”。
这时硅原子不再呈电中性，好似失去了一个带负电的价电子，留下穴位，称它为“空穴”。
由于空穴有收受电子的性质，似一个正电荷的作用。
当硅中掺入五价磷原子时，它外层有五个价电子，形成共价键时多出了一个价电子。
此电子可以自由参予导电。
人们把半导体中载运电荷的粒子称为载流子，带负电的电子和带正电的空穴都是半导体中的载流子。
在半导体中，不仅有电子载流子，还有空穴载流子，这是半导体导电的一个重要特征，也是半导体和金属导体在导电原理上的本质区别。
另外，温度变化对半导体的导电能力影响很大，因为温度愈高，激发产生的电子、空穴对就愈多，导电能力就愈强。
如温度每升高8℃，純净硅电阻率会降低一半左右（金属每升高10℃，电阻率只增加4%左右）。
纯净半导体掺入杂质后，半导体中电子和空穴的数目是不相等的，这就有多数载流子和少数载流子之分。
如果一种半导体中电子浓度大，电子就是多数载流子，而空穴就是少数载流子。
电子为多数载流子的杂质半导体称为电子型半导体，简称N（负电荷之意）型半导体。
纯净半导体掺入磷、砷等五价元素后就变成了N型半导体。
如果一种半导体中空穴浓度大，空穴就是多数载流子，而电子就是少数载流子。
空穴为多数载流子的杂质半导体称为空穴型半导体，简称P（正电荷之意）型半导体。
纯净半导体掺入硼、镓等三价元素后就变成了P型半导体。
图1—4（a）所示的是一块晶片（硅或锗），采取一定的掺杂工艺措施，在两边分别形成P型和N型半导体。
图中⊙代表得到一个电子的三价杂质（例如硼）离子，⊕代表失去一个电子的五价杂质（例如磷）离子。
由于P型半导体中有大量的空穴和少量的电子，N型半导体中有大量的电子和少量的空穴，浓度相差很大。
因此P区的空穴要向N区扩散，与此同时N区的自由电子要向P区扩散（所谓扩散就是物质从浓度大的地方向浓度小的地方运动）。
扩散的结果在P区中靠近交界面的一边出现一层带负电荷的粒子区，在N区中靠近交界面的一边出现一层带正电荷的粒子区。
于是，在P区与N区交界面附近便形成一个空间电荷区，这个空间电荷区称为PN结，如图1—4（b）所示。
图1—4PN结
正负空间电荷在交界面两侧形成一个内电场，方向由N区指向P区。
内电场对多数载流子的扩散运动起阻挡作用，对少数载流子（P区的自由电子和N区的空穴）则推动它们越过PN结进入对方。
这种少数载流子在内电场作用下有规则的运动称为漂移运动。
扩散运动和漂移运动是互相联系，又是互相矛盾的。
开始时扩散运动占优势，随着扩散运动的进行，内电场逐步加强，内电场的加强使扩散运动逐步减弱，而漂移运动则逐渐加强，最后，扩散运动和漂移运动达到动态平衡。
这时，空间电荷区的宽度基本上稳定下来，PN结就处于相对稳定的状态。
2．2．2PN结单向导电性
1．外电源正向连结
当PN结上加正向电压，即外电源的正端接P区，负端接N区，如图1—5（a）所示，外加电源的电场与PN结的内电场方向相反，因而削弱了内电场，使PN结变窄，有利于扩散运动进行，于是多数载流子在外加电压的作用下顺利通过PN结，形成较大的正向电流。
此时PN结呈现的电阻很低。
2．外电源反向连结
当PN结上加反向电压，即外电源的正端接N区，负端接P区，如图1—5（b）所示，外加电源的电场与PN结的内电场方向相同，即加强了内电场，使PN结变宽，多数载流子的扩散运动难于进行。
但另一方面，内电场的增强也加强了少数载流子的漂移运动。
但是，少数载流子数量很少，所以反向电流也很小。
此时PN结呈现的电阻很高。
3．PN结单向导电性
由以上分析可知，PN结外加正向电压时，有较大的正向电流流过，这种情况称为“导通”。
外加反向电压时，通过的反向电流很小（工程上常常略去），这种情况称为“截止”。
PN结所具有的这种特性称为“单向导电性”。
图1—5PN结外电源连接
半导体二极管是由一个PN结、加上相应的电极引线和管壳做成的。
按结构可分为点接触型二极管和面接触型二极管两种。
点接触型二极管的特点是PN结的面积非常小，因此不能通过较大的电流；
但高频性能好，故适于高频和小功率工作，一般用于检波或脉冲电路。
面接触型二极管的结构特点是PN结的结面积很大，故可通过较大的电流；
但工作频率较低，一般用作整流。
二极管的电路符号如图1—6所示。
正极负极
图1—6二极管符号
二极管的电压和电流的关系曲线，称为二极管的伏安特性。
改变二极管两端电压值，测出不同端电压下流过二极管的电流，绘出二极管伏安特性如图1—7所示。
图1—7二极管伏安特性曲
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