电子元器件实用.docx
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电子元器件实用
电子元器件
电子元器件是组成电子整机的最小单元。
在电子整机中具有独立的作用。
正确地选用电路元器件，是实现电路功能的基本条件。
而电路元器件的优劣是能否保证电子整机的可靠性、稳定性的基本要求。
目前，电子元器件发展相当迅速，新技术不断出现，门类繁多。
品种、规格复杂。
对于工程技术人员来说，深入地认识电路元器件，正确地选用电路元器件，足一个至关重要的问题。
一、电阻器
1．什么是电阻器？
物体对通过电流的阻碍作用称为电阻。
利用这种阻碍作用做成的元件称为电阻器，简称电阻。
在电路中用英文符号R表示。
不同材料的物体对电流的阻碍作用是不同的。
它与物体材料的性质有关，同时电阻R还与物体的长度L呈正比，而与横截面积呈反比。
电阻的计算公式为：
R=ρ/LS
电阻的度量单位是欧姆，用字符Ω表示，并且规定电阻两端加1V通过它的电流为1A定义该电阻的值为1欧姆。
实际应用中常用KΩ和MΩ来表示。
它们之间的换算关系是：
1MΩ=1000KΩ=1000000Ω
电阻的主要参数有标称值、阻值误差及额定功率。
电阻的标称值是指电阻表面所表示的阻值。
电阻器简称电阻。
是一种耗能元件。
在电路里主要起分压、分流、限流、负载等作用。
是最基本的电子元器件。
电阻有不同类型
其外形及符号见图12
图12
几种常用电阻器的外形如图13所示。
其中，（a）图是碳膜电阻器，（b）图是金属膜或金属氧化膜电阻器，（c）是线绕电阻器，（d）图是热敏电阻器，（e）图是电阻网络（集成电阻、电阻排）。
图13
常用电阻的构成：
碳膜电阻内部结构，是用结晶碳沉积在磁棒上或瓷管上制成的。
改变碳膜的厚度和用刻槽的办法及变更碳膜长度可以得到不同的阻值。
主要特点是成本低、高频特性好，是应用最多的一种电阻器。
它广泛的用于收音机、电视机及其它电子设备中。
常用金属膜电阻是通过真空蒸发等方法使合金粉沉积在瓷基体上制成的。
刻槽和改变金属膜的厚度可以精确的控制阻值。
其耐热性能好，工作频率较宽，但成本稍高。
绕线电阻是用镍铬合金的电阻丝绕在绝缘支架上制成的。
其外面涂有绝缘的釉层。
2．电阻器的型号命名：
国产电阻的型号由五部分组成：
第一部分：
用字母表示主称。
如：
R——表示电阻器；W——表示电位器。
第二部分：
用字母表示材料。
如：
T——碳膜；H——合成膜；S——有机实芯；N——无机实芯；J——金属膜；X——线绕；Y——氧化膜；等。
第三部分：
用字母或数字表示分类。
如：
X——小型；J——精密；W——微型。
等等。
第四部分：
用数字表示序号。
第五部分：
用字母表示区别代号。
例：
RJJ1——金属膜精密电阻器；RTX2——碳膜小型电阻器。
等
电阻器的分类
按照制造工艺或材料，电阻器可分类如下。
⑴合金型：
用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金箔制成的电阻，如线绕电阻、精密合金箔电阻等。
⑵薄膜型：
在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜，膜的厚度一般在几微米以下，薄膜材料有碳膜、金属膜、化学沉积膜及金属氧化膜等。
⑶合成型：
电阻体由导电颗粒和化学粘接剂混合而成，可以制成薄膜或实芯两种类型，常见有合成膜电阻和实芯电阻。
按照使用范围及用途，电阻器可分类如下。
⑴普通型：
指能适应一般技术要求的电阻，额定功率范围为0.05~2W，阻值为1Ω~22MΩ，允许偏差±5％、±10％、±20％等。
⑵精密型：
有较高精密度及稳定性，功率一般不大于2瓦，标称值在0.01Ω~20MΩ之间，精度在±2％~±0.001％之间分档。
⑶高频型：
电阻自身电感量极小，常称为无感电阻。
用于高频电路，阻值小于1kΩ，功率范围宽，最大可达100W。
⑷高压型：
用于高压装置中，功率在0.5~15W之间，额定电压可达35kV以上，标称阻值可达1GΩ（1000MΩ）。
⑸高阻型：
阻值在10MΩ以上，最高可达1014Ω。
⑹集成电阻（电阻排）：
这是一种电阻网络，它具有体积小、规整化、精密度高等特点，特别适用于电子仪器仪表及计算机产品中。
电阻器的材料、分类代号及其意义见表1
电阻器的材料、分类代号及其意义表1
材 料
分类
字母代号
意义
数字代号
意义
字母
代号
意义
电阻器
电位器
电阻器
电位器
T
碳膜
1
普通
普通
G
高功率
-
H
合成膜
2
普通
普通
T
可调
-
S
有机实芯
3
超高频
-
W
-
微调
N
无机实芯
4
高阻
-
D
-
多圈
J
金属膜
5
高温
-
说明：
新型产品的分类根据发展情况予以补充
Y
金属氧化膜
6
-
-
C
化学沉积膜
7
精密
精密
I
玻璃釉膜
8
高压
函数
X
线绕
9
特殊
特殊
3．电阻器的标称系列及允许偏差。
电阻器的阻值用欧姆、千欧、兆欧表示。
电阻的生产厂家是按系列值生产的。
现在常用的有E24系列、E12系列、E6系列。
如下表2所示：
表2
系列
允许偏差
电阻器的标称值
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%）
1．0；1、2；1、5；1、8；2、2；2、7
3．3；3、9；4、7；5、6；6、8；7、5；
E6
III级（±20%）
1．0；1、5；2、2；3、3；4、7；6、8；
4．电阻器的额定功率。
电阻器的额定功率就是允许在电阻器上长期负载的最大功率。
标称最大功率一般常用的有：
l／8；l／4；l／2；l；2；5；10；15；20W等。
一般电阻器的功率越大，其体积也越大。
在电路图中，电阻器的额定功率标志在电阻的图形符号上，如图16所示。
图16
一般常用的1／8W电阻在电路图中不作标注。
只用一个电阻符号表示。
选用电阻时一般要求电阻额定功率为实际承受功率的二倍。
5．电阻器的表示法：
电阻器的型号有些直接印在电阻体上，有些则以颜色区别，如绿色为碳膜电阻，红色为金属膜电阻。
其阻值的表示一般采用直标法或色环法。
（1）直标法
将参数直接标在电阻体上。
例：
8K2——为8、2千欧；这是目前广泛采用的方法。
这种方法规定阻值的整数部分写在阻值单位标志符号的前面，阻值的小数部分写在阻值标志符号的后面。
在稍大一些的电阻体上还可以写上电阻的型号及参数。
如：
RTX1——7、5K±5％；表示小型碳膜电阻器，7、5K，精度±5％等
（2）色环法:
常见元件参数的色标法如图17所示。
图17
以电阻体上所标色环的颜色表示阻值和误差。
普通电阻用四环，其意义如下：
第一、二环表示有效数字；第三环表示倍乘；第四环表示误差。
精密电阻用五环表示，其意义如下：
第一、二、三环：
表示有效数字；第四环：
表示倍乘；第五环：
表示误差。
色环的标志符号参阅表3表3：
颜色
有效数字
乘数
允许偏差
棕
1
×10
红
2
×102
橙
3
×103
黄
4
×104
绿
5
×105
蓝
6
×106
紫
7
×107
灰
8
×108
白
9
×109
黑
0
×1
金
——
×10-1
±5%
银
——
×10-2
±10%
无色
——
——
±20%
6．非线性电阻
非线性电阻是敏感电阻。
其阻值对外界某种物理量敏感。
用于探测某些物理量的变化。
常见的非线性电阻有：
光敏电阻；气敏电阻；力敏电阻；热敏电阻；压敏电阻；磁敏电阻等等。
如：
Y——压敏；F，Z——热敏；Q------气敏：
G——光敏；C——磁敏；S——温敏；L——力敏；等。
例：
a、熔断电阻器
熔断电阻器又名保险丝电阻器，是一种具有熔断丝及电阻器作用的双功能元件。
在正常情况下具有普通电阻器的电器功能，一旦电路出现故障时该电阻器因过负荷会在规定的时间内熔断开路，从而起到保护其它电路的作用。
熔断电阻多为灰色，用色环或数字表示电阻。
熔断电阻的熔断时间一般为10秒。
熔断电阻器的常用型号有RF10、RF11、RRD0910、RRD0911等RF10型表面涂有灰色不燃涂料，其电阻值用色环表示。
RF11的阻值用字母表示例如：
1W10Ω、2W1Ω等也有的只标功率不标阻值。
b、热敏电阻
通常，温度上升时电阻器的阻值只有微小的变化，而热敏电阻的阻值则随温度变化很大。
例如,电视机中的消磁电阻，温度升高时其电阻值迅速增加，使消磁电流迅速减小。
这类随温度升高而阻值增加的热敏电阻称为正温度系数电阻器。
相反的则为负温度系数的电阻。
热敏电阻通常用字母RT表示。
目前用得较多的为负温度系数电阻器。
如在家用电器中串入负温度系数电阻器作欠压软启动。
C、湿敏电阻
湿敏电阻常用来做传感器即用于检测湿度。
例如录象机中在磁鼓旁设置一个结露电阻，实际上是湿敏电阻。
录象机内湿度过大时磁鼓会结露水。
此电阻的特点是湿度增加电阻值也增加。
D、光敏电阻
光敏电阻器大多数是由半导体材料制成的，它利用半导体的光导电特性使电阻器的阻值随入射光线强弱发生变化。
当入射光线增强时它的电阻值会明显减小；当入射光减弱时，它的阻值会显著增大。
e、磁敏电阻
磁敏电阻是利用磁电效应能改变电阻器的电阻值的原理制成的。
其阻值会随穿过它的磁通量密度的变化而变化。
它的显著特点是，在弱磁场中阻值与磁场的关系呈平方率增加，并有很高的灵敏度。
7．电位器
电位器是一种连续可调的电阻器。
在电子整机中做增益控制、可变衰减、静态工作点调整等用途。
分为大型、小型和微调几种。
种类、外形见图18：
图18电位器的图形符号及外形
WT——碳膜电位器；WH——合成膜电位器；WX——线绕电位器；WS——有机实芯电位器；WI——玻璃釉电位器等。
电阻器的正确选用及注意事项：
（1）按不同的用途选择电阻器的种类
在一般的收音机、电视机等电路中，选择普通的碳膜电阻器就可以了，它廉价而且容易买到。
对要求较高的电路或电路中的某些部分，要根据有关要求选用适当种类的电阻器。
（2）正确选取阻值和允许误差
电阻器应选择接近计算值的一个标称值。
一般的电路对精度没有要求，选1、2级的允许误差就可以了。
若有精度要求，如在修理万用表时，换用的电阻器则应选用精密电阻器。
（3）额定功率的选择
电阻器的额定功率应选用比使用功率大1—1、5倍以上的，才能保证耐用可靠。
在某些场合也可将小功率的电阻器串联并联使用
（4）使用中注意的问题
A、电阻器安装时，它的两条引出线不要从根部打弯，必须留出一定的距离，否则容易折断
B、焊接时不要使电阻器常时间受热以免引起阻值的变化
C、大于10W的电阻器应保证有散热空间
D、电阻器在装入电路前，要检测一下阻值。
二，电容器
1．认识电容器
电容器是储存电场能的元件。
在电路中起隔直流、谐振、耦合、滤波等作用。
电容量反映其在一定电压条件下的储能本领，储能越多，容量就越大。
常见电容
见图19
图19
电容器的参数及标称：
电容器的主要参数有标称容量、允许偏差、额定电压、绝缘电阻、损耗因数、及时间常数等。
（1）标称电容及允许偏差
它在电路中的符号是英文字母C。
表示不同种类的电容其计算公式不一样，对平行板电容而言电容的计算公式为C=Εs/D
式中E为介电常数S为正对面积D为平行板间的距离。
电容器的标称容量及允许偏差的基本含义同电阻一样，只是使用单位（电容量）与电阻不同。
电容量的基本单位为F（法拉）。
在1V电压下，电容器所能储存的电量为1库伦，其容量即为1F。
但F作单位在实用中往往显得太大，所以常用mF（毫法）、μF（微法）、nF（纳法）和pF（皮法），它们之间的关系如下：
1F＝106μF；1F＝109nF;1F＝1012PF.
2．电容器的型号命名
电容器的型号由五部份组成：
其各部份组成的标志如下：
第一部分：
主称；第二部分：
材料；第三部分：
分类；第四部分：
序号；第五部分：
区别代号；见表4表4
第一部分
主称
代号
C
意义
电容器
第二部分
材料
C
T
I
Y
L
Z
J
D
A
N
等等
高频瓷
低频瓷
玻璃釉
云母
涤纶
纸介
金属化纸介
铝电解质
钽电解质
铌电解质
第三部分
分类
1
2
3
4
5
6
7
8
等等
按材料分———略
第四部分
序号
第五部分
区别代号
3．电容器的标称系列及允许偏差
电容器的标称系列与电阻不同，它是依所用介质材料不同而各自成系列。
无机介质（瓷介；云母；玻璃釉等）及高频有机薄膜电容器，其容量的标称系列及允许偏差与电阻的E24、E12、E6系列相同。
这里不再列出。
有机介质（纸介；金属化纸介；复合介质等）及低频有机薄膜电容器标称系列见表5：
表5
允许偏差
±5%±10%
±20%
电容范围
100pf-------------1μf
1μf------------100μf
标称电容量系列值
1．0；1、2；1、5；
2、2；2、4；2、7；
3．3；3、9；4、3；
4、7；5、6；6、8；
1．0；2、0；3、3；4、0；
4、7；6．8；8、0；等
4．电容器的额定电压
额定电压：
额定电压通常也称作耐压，是指在允许的环境温度范围内，电容上可连续长期施加的最大电压有效值。
电容的额定电压通常是指直流工作电压，但也有少数品种标以交流额定电压，它主要专用于交流电路或交流分量大的电路中。
如果一般电容工作于脉动电压下，则交流分量通常不得超过直流电压的百分之几至百分之十几（应随交流分量频率的增高而相应递减），且交、直流分量的总和不得大于额定电压。
所以工作在交流分量较大的电路（如整流滤波电路）中的电容，选取额定电压参数应适当放宽余量。
电容器的耐压应选在实际承受电压的二倍以上。
电解电容一般要大1、3倍以上。
电容器的分档耐压见表6：
表6
电容类型
耐压
CY
100;250;500;
CI
40;100;250;500;
CC
40;60;100;150;250;500;
CJCL
63;100;250;400;630;
CD
3;6.3;10;16;25;32;50;150;300;450;500;
绝缘电阻及漏电流：
电容介质不可能绝对不导电，当电容加上直流工作电压时，总有漏电流产生。
若漏电流太大，电容就会发热损坏，严重的会使外壳爆裂，电解电容器的电解液则会向外溅射。
除了电解电容外，一般电容只要质量良好，其漏电流是极小的，故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能；而电解电容因漏电较大，故用漏电流表示其绝缘性能（与容量成正比）。
电容的绝缘电阻及漏电流是重要的性能参数，电子设备的故障有不少都是因某个电容漏电太大、击穿而造成的，所以我们不要轻视这个参数。
5．电容器的表示法
电容器的表示方法主要有直标法、文字符号法和色标法3种，下面分别予以介绍。
（1）直标法
主要用在体积较大的电容上。
标注的内容有多有少，但一般标称容量、额定电压及允许偏差这3项参数大都必标注，当然也有体积太小（如小容量瓷介电容等）的电容仅标容量一项（往往连pF单位也省略）。
标注较齐的电容通常有标称容量、额定电压、允许偏差、电容型号、商标、工作温度及制造日期等。
电容器的标称容量、偏差、耐压一般标在电容体上。
如图20：
图20
（2）文字符号
文字符号法采用字母或数字或两者结合的方法来标注电容的主要参数。
其中容量有两种标注法：
一是用数字和字母结合。
如10p代表10pF，4.7μ代表4.7μF，3p3代表3.3pF，8n2代表8200pF等。
其等点是省略F，小数点往往用p、n、μ、m代替，与电阻标注中的R、k等相似。
二是用3位数字表示，其中第一、二位为有效数字位，表示容量值的有效数，第三位为倍率，表示有效数字后的零的个数，电容量的单位为pF。
如203表示容量为20000pF=0.02μF；102=1000pF等等。
此法与电阻3位数码标注法相似，不再多述。
值得指出的是，片状（贴片）电容一般没有标志，这与片状电阻不一样，需查电路图或相关资料手册才能知道其容量
6．可变电容器
可变电容器是一种依靠旋转改变电容量的电容器。
用于接收机的调谐回路中选台或在振荡器中改变频率。
有单连、双连。
微调电容器也是一种可变电容器，在小范围内调节，并可固定下来。
可用于频率的准确调谐。
例如在收音机中的短波部分，可用微调电容将频率调的很准。
7．电容器的检查
用万用表判断电容器的质量,如果没有专用检测仪器，使用万用表也能简单判断电容器的质量。
⑴检测小容量电容器
①对于容量大于5100pF的电容器，用万用表的欧姆挡测量电容器的两引线，应该能观察到万用表显示的阻值变化，这是电容器充电的过程。
数值稳定后的阻值读数就是电容器的绝缘电阻（也称漏电电阻）。
假如数字式万用表显示绝缘电阻在几百kΩ以下或者指针式万用表的表针停在距∞较远的位置，表明电容器漏电严重，不能使用。
②对于容量小于5100pF的电容器，由于充电时间很快，充电电流很小，直接使用万用表的欧姆挡就很难观察到阻值的变化。
这时，可以借助一个NPN三极管的放大作用进行测量。
测量电路如图21所示。
电容器接到A、B两端，由于晶体管的放大作用，就可以测量到电容器的绝缘电阻。
判断方法同上所述。
图21小容量电容器的简易测量方法
⑵测量电解电容器时，应该注意它的极性。
一般，电容器正极的引线长一些。
测量时万用表内电源的正极与电容器的正极相接，电源负极与电容器负极相接，称为电容器的正接。
电容器的正向连接比反向连接时的漏电电阻大。
注意：
数字式万用表的红表笔内接电源正极，而指针式万用表的黑表笔内接电源正极。
当电解电容器引线的极性无法辨别时，可以根据电解电容器正向连接时绝缘电阻大，反向连接时绝缘电阻小的特征来判别。
用万用表红、黑表笔交换来测量电容器的绝缘电阻，绝缘电阻大的一次，连接表内电源正极的表笔所接的就是电容器的正极，另一极为负极。
⑶可变电容器的漏电或碰片短路，也可用万用表的欧姆挡来检查。
将万用表的两只表笔分别与可变电容器的定片和动片引出端相连，同时将电容器来回旋转几下，阻值读数应该极大且无变化。
如果读数为零或某一较小的数值，说明可变电容器已发生碰片短路或漏电严重。
三、电感器
电感器是一种储存磁场能的器件。
在电路中可用做阻流；滤波；耦合；振荡电路；也可与电容器配合构成谐振电路，用来选频。
l，认识电感器，
电感器是由线圈构成的，所以又称电感线圈。
为了增加回路Q值，缩小体积，常将其绕在铁磁物质上，所以电感器是一种非线性器件。
（把漆包线或纱包线等在绝缘的骨架上绕一定圈数，就构成了线圈。
按导磁材料分为空气芯、磁芯、铁芯等。
按绕制方法分为单层、多层、蜂房式几种。
圈数越多，直径越大，长度与直径比越接近1／10，其电感量越大。
）
见图22：
图22
电感器的参数：
.
（1）电感量L
电感量L也称作自感系数，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。
当通过一个线圈的磁通（即通过某一面积的磁力线数）发生变化时，线圈中便会产生电势，这是电磁感应现象。
所产生的电势称感应电势，电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。
当线圈中能产生变化的电流时，线圈产生的磁通也要变化，磁通掠过线圈，线圈两端便产生感应电势，这便是自感应现象。
自感电势的方向总是阻止电流变化的，犹如线圈具有惯性，这种电磁惯性的大小就用电感量L来表示。
L的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关，采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯，可以较小的匝数得到较大的电感量。
L的基本单位为H（亨），实际用得较多的单位为mH（毫亨）和μH（微亨），三者的换算关系如下：
1H=1000mH=1000000μH。
（2.）感抗XL
感抗XL在电感元件参数表上一般查不到，但它与电感量、品质因数Q等参数密切相关，由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化，故线圈对交流电有阻力，阻力大小就用感抗XL来表示。
XL与线圈电感L和交流电频率f成正比，计算公式为：
XL（Ω）=2πf（Hz）L（H）。
不难看出，线圈通过低频电流时XL小。
通过直流电时XL为零，仅线圈的直流电阻起阻力作用，因电阻一般很小，所以近似短路。
通过高频电流时XL大，若L也大，则近似开路，线圈的此种特性正好与电容相反，所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤液器，以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。
（3）.品质因数Q
这是表示电感线圈品质的参数，亦称作Q值或优值。
线圈在一定频率的交流电压下工作时，其感抗XL和等效损耗电阻之比即为Q值，表达式如下：
。
由此可见，线圈的感抗越大，损耗电阻越小，其Q值就越高。
值得注意的是，损耗电阻在频率较低时可视作基本上以线圈直流电阻为主；当较高时，因线圈骨架及浸渍物的介质损耗、铁芯及屏蔽罩损耗、导线高频趋肤效应损耗等
影响较明显，R就应包括各种损耗在内的等效损耗电阻，不能仅计直流电阻。
Q的数值大都在几十至几百。
Q值越高，电路的损耗越小，效率越高，但Q值提高到一定程度后便会受到种种因素限制，而且许多电路对线圈Q值也没有很高的要求，所以具体决定Q值应视电路要求而定。
（4）.直流电阻:
即电感线圈自身的直流电阻，可用万用表或欧姆表直接测得。
（5）额定电流
通常是指允许长时间通过电感元件的直流电流值。
在选用电感元件时，若电路流过电流大于额定电流值，就需改用额定电流符合要求的其他型号电感器。
2．电感器的种类
电感器的系列产品不多，多数电感都是根据电路的要求加工制作的。
根据电感在电路中的作用，有以下几种：
（1）高频扼流圈
用于高频电路中阻止高频电流，提供低频通路。
绕在高频磁芯上，为了减小分布电容常绕成蜂房式。
（2）低频扼流圈
常用于直流电源滤波。
采用矽钢片做铁芯。
为防止直流磁化，磁路留有空气隙。
（3）色码电感
作滤波、振荡、去耦用。
特点是：
体积小，结构牢固。
3．变压器
是互感元件，在电路中一般用作电压变换、电流变换、信号传输、阻抗匹配。
（1）电源变压器
容量小于1000VA的，作电源变换用。
（2）音频变压器
包括输入、输出变压器。
在低频放大器与功率放大器电路中做耦合及匹配用。
如何区别输入与输出变压器：
（3）脉冲变压器
用于传输脉冲信号。
且能
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