News新闻资讯

首页 > 新闻资讯 > 行业报道

电子电路基础

一、电阻：

1.定义：　　

一般用电阻来表示导体对电流的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。阻碍作用

2.公式：

定义式：R=U/I

决定式：R=ρL/S(ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L表示电阻的长度，S表示电阻的横截面积)

串联：R=R1+R2+R3+……+Rn

并联：1/R=1/R1+1/R2+……+1/Rn

3.单位：

电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω，也可以用ohm表示；导体的电阻通常用字母R表示，1Ω=1V/A。比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）、吉欧（GΩ）、TΩ；比较小的有微欧（µΩ）、毫欧（mΩ）

电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

他们的换算关系是：1TΩ=1000GΩ；1GΩ=1000MΩ；1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω；1Ω=1000mΩ；1mΩ=1000µΩ（也就是一千进率）。

4.控制电阻大小的因素：

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、粗细、材料有关。

衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。多数（金属）的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。如：玻璃，碳在温度一定的情况下，有公式R=ρl/s其中的ρ就是电阻率，l为材料的长度，单位为m，s为面积，单位为m^2。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。

5电阻的阻值标法：通常有色环法，数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。

色环法：

所谓色环法既是用不同颜色的色标来表示电阻参数。色环电阻有4个色环的，也有5个色环的，各个色环所代表的意义如下。

颜色	数值	倍数	误差	颜色	数值	倍数	误差
黑色	0	10⁰	——	紫色	7	x 10⁷	±0.10%
棕色	1	x 10¹	±1%	灰色	8	——	±0.05%
红色	2	x 10²	±2%	白色	9	——	——
橙色	3	x 10³	——	金色	——	x 10^-1	±5%
黄色	4	x 10⁴	——	银色	——	x 10^-2	±10%
绿色	5	x 10⁵	±0.5%	无色环	——	——	±20%
蓝色	6	x 10⁶	±0.25%

读取色环电阻的参数，首先要判断读数的方向。一般来说，表示公差的色环离开其他几个色环较远并且较宽一些。判断好方向后，就可以从左向右读数。

　　例如，某4色环电阻的颜色从左到右依次是红（2），紫（7），橙（x10³），棕（±1%），则此电阻的阻值为27Ωx10³=27kΩ，误差为±1%。

　　再如，某5色环电阻的颜色从左到右依次是红（2），绿（5），蓝（6），红（x10²），金（±5%），则此电阻的阻值为256Ωx10²=25600Ω，也就是25.6KΩ，误差为±5%。

数字法

　　一般体积比较小的电阻，采用数字法，即：

　　101——表示10*10¹Ω即100欧的电阻； 102——表示10*10²Ω的电阻；10³——表示10KΩ的电阻； 10⁴——表示100KΩ的电阻。　如果一个电阻上标为22*10³，则这个电阻为22KΩ。

6.作用：

　　电阻是一个线性元件。说它是线性元件，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律：I=U/R

　　主要就是阻碍电流流过，应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等。数字电路中功能有上拉电阻和下拉电阻。

二、电容：

1.定义：

①是一种容纳电荷的器件。

②任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体（包括导线）间都构成一个电容器。

2.公式：

定义式：电容的符号是C。C=Q/U 但电容的大小不是由Q（带电量）或U（电压）决定的，即：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离， k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d.（ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离。）

多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+…+Cn

多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn

3.单位：在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等，换算关系是： (μF)

　　1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)

　　1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。

　常用微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）= 10⁶微法（μF） 1微法（μF）= 10³纳法（nF）= 10⁶皮法（pF）

4.基本功能——充电和放电

　使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。

使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。

5.容器主要特性参数

1.额定电压：在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。

2容量：电容器容量标示　

①．直标法

　　用数字和单位符号直接标出。如1uF表示1微法，有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56微法。

　　②．文字符号法

　　用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF.

　　③．色标法

　　用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。

　　电容器偏差标志符号：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z

　　④．数学计数法：如标值272，容量就是：27X100pf=2700pf.如果标值473，即为47X1000pf=后面的2、3，都表示10的多少次方）。

6.作用：旁路：旁路电容是为器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。

　　2）去耦：去耦，又称解耦。

　　将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10μF 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

　　3）滤波

　　从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越不容易通过。具体用在滤波中，大电容（1000μF）滤低频，小电容（20pF）滤高频。滤波就是充电，放电的过程。

　　4）储能

储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。

三、二极管

二极管又称晶体二极管简称二极管。,

它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性

二极管的特性

正向性

　　外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向电压。

反向性

外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流，由于反向电流很小，二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流，二极管的反向饱和电流受温度影响很大。

击穿

外加反向电压超过某一数值时，反向电流会突然增大，这种形象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热，则单向导电性不一定会被永久破坏，在撤除外加电压后，其性能仍可恢复，否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。

四、欧姆定律：

1．定义：在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律。

2.基本公式：I=U/R。

I表示电流，电流的基本单位是安培，符号是A，1A=1000mA，1 mA =1000µA

U表示定义，电压的基本单位是伏特，符号是V，1V=1000 mV，1 mV=1000µV

3. 适用范围

欧姆定律适用于金属导电和电解液导电，在气体导电和半导体元件等中欧姆定律将不适用

4.相关联：

对于串联电路：

  I总=I1=I2(串联电路中，各处电流相等)

   U总=U1+U2（串联电路中，总电压等于各部分两端电压的总和)

   R总＝R1+R2+R3...+Rn

    U1：U2=R1：R2（串联成正比分压）

    P1/P2=R1/R2

当有n个定值电阻R0串联时，总电阻 R=nR0

对于并联电路：

   I总=I1+I2（并联电路中，干路电流等于各支路电流的和）

   U总=U1=U2 （并联电路中，电源电压与各支路两端电压相等）

   1/R总=1/R1+1/R2

   I1：I2=R2：R1 （并联反比分流）

   R总=R1·R2\（R1+R2）

   R总=R1·R2·R3：（R1·R2+R2·R3+R1·R3 ）

   即1/R总=1/R1+1/R2+……+1/Rn   P1/P2=R2/R1

   当有n个定值电阻R0并联时，总电阻 R=R0/n

  即总电阻小于任一支路电阻但并联越多总电阻越小

 串联分压（电压）并联分流（电流）

绝缘电阻检验

作用原理

绝缘电阻是指在被测件的绝缘部分施加直流电压，从而是绝缘部分的表面或内部产生漏电流而呈现出的电阻值。

即绝缘电阻（MΩ）=加在绝缘体上的电压（V）/泄露电流（µA）

通过绝缘电阻检验确定被测件的绝缘性能是否符合电路设计的要求或经受高温、潮湿等环境时，其绝缘电阻是否符合有关技术条件的规定。

试验电压：绝缘电阻检验时施加的试验电压对测试结果有很大关系。因为电压升高时，漏电流的增加不成线性关系，电流增加的速率大于电压增加的速率，故试验电压升高时测得的绝缘电阻值将会下降。通常试验电压规定为500V。

持续时间：由于被测件在测量极之间存在着一定的电容，测量初期电源要对电容充电，因此在测量时会出现绝缘电阻值有逐渐上升的趋势，这是正常现象。

影响绝缘的因素：绝缘材料、温度、湿度、污损等。

介质耐压检验

作用原理

耐压检验又称抗电强度检验。它是在被测件之间，在规定时间内施加规定的电压，用此来确定被测件在额定电压下能否安全工作。

如果绝缘体内有缺陷，则在施加试验电压后，必然产生击穿放电或损坏。

影响因素：绝缘材料、洁净度、湿度、间距、低气压、耐压持续时间等。

上一篇：检测设备对工业生产和科研的重大意义

下一篇：自动化测试的意义