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安徽四通质量管理部培训教材 电学及常用电子元件基础培训 1 一 电学基本概念二 电子元件基础知识 内容概要 2 一 电学基本概念 1 电的形成2 静电3 电流4 电压5 电阻6 功率7 欧姆定律8 绝缘体 导体 半导体 3 1 电的形成 物体在某种情况下 如磨擦 碰撞 失去一部分电子或减少一部分电子 则称物体对外呈现出电性 失去电子的称带 正电 得到电子的称带 负电 得到电子 失去电子 原子结构示意图 负离子 正离子 微观解释 核外电子 原子核 4 2 静电 正 负电荷在物体上堆积就形成了静电 自然界的一切物体都处于相对运动状态 随时都存在电荷转移 因此静电不可能消除 只能防止 防静电的一般方式 营造一个相对比较稳定和独立的环境 尽量减少其人员流动性 穿戴防静电衣物减少静电释放带来的危害 利用设备仪器消除静电 5 3 电流 电子在电场力的作用下产生定向运动即形成电流 电子运动方向 电流方向 电子运动方向的反方向称为电流的正方向 1A 1000mA1mA 1000 A 6 4 电压 电场对电子产生的作用力即形成电压 有电压并不一定会产生电流 正如有水压并不一定使水流动一样 电压是产生电流的原因 1KV 1000V1V 1000mV 7 5 电阻 顾名思义 电阻即反映物体对电子的阻碍能力 电阻越大 阻碍能力越强 1M 1000K 1K 1000 8 6 功率 表明单位时间内电流对外界所做的功的大小 1KW 1000W1W 1000mW P UI 常识 1度电 1千瓦 1小时印象 假如你的1KW的电饭煲做饭花了1个小时 那么你就用了1度电 相当于你40W的电灯点了整整一天一夜 9 7 欧姆定律 德国科学家欧姆历经十年心血于1927年发现了此定律 这是电学中的最基本的定律 千万要记得哦 加在电阻两端的电压和电流成正比即 R U I通常写作 U IR由此可知功率的表达式可写作 P UI或P IR或P U R 10 8 绝缘体 导体 半导体 绝缘体 电阻极大 导电能力非常差 电阻率1016 1022 一般非金属物质 如木材 塑胶 纸张等 导体 电阻很小 导电能力很强 电阻率10 2 1 金属物质 如铁 铜 铝 汞 水银 等 半导体 介于导体和绝缘体之间 电阻率10 1013 某些条件下可导电 某些条件下不可导电 半导体材料 如硅 锗等二极管 三极管内部所使用之材料 11 二 电子元件基础知识 1 电阻2 电容3 电感4 二极管5 三极管6 场效应管7 集成电子元件IC8 保险丝 12 1 电阻 电阻是最常用的电子元件 在电路中主要起到分流 分压的作用 电阻无极性 没有方向 按工艺可将电阻分为 碳膜电阻 金属膜电阻 水泥电阻 绕线电阻等 我们常用到的电阻按用途可分为 色环电阻 贴片电阻 热敏电阻 可调电阻 电位器 按阻值误差分为 精密电阻和非精密电阻 13 色环电阻 22K 1 4W 红 红 橙 金 第一色环 第二色环 第三色环 第四色环 间隔稍大 读法 AB 10C 误差为D 对照 色环电阻颜色对应表 读得此电阻阻值为 22 103 22000 22K 误差精度 5 A B C D 怎样读色环电阻阻值 14 15 色环电阻颜色对应表 A 有效数字第一位C 倍率指数B 有效数字第二位D 误差精度 电阻的表示方法 符号 R Resistance的缩写 电路符号 常规表示 国际标准 1M 1000K 1K 1000 16 标称阻值 电阻上本身标示电阻阻值大小 称为电阻的标称阻值 如常用到的1K 2K 4 7K电阻 实际上的阻值与标示值会有偏差 此偏差即为电阻的误差 电阻功率 我们经常遇到的电阻有1 4W 1 6W 一般而言 电阻体形越大 其功率越大 注意 阻值相同功率不同的电阻不要混用 色环电阻的相关概念 17 五色环电阻介绍 一般情况下我们见到的插件电阻都是四色环的 但有时候也会碰到五色环的电阻 A B C D E A 有效数字第一位D 倍率指数B 有效数字第二位E 误差精度C 有效数字第三位 红 红 红 金 黑 读法 ABC 10D 220 102 22K 误差为 5 有效位数增加了 所以精度提高了 18 270 2512型 1 2W贴片电阻 271 第一有效位数 第二有效位数 倍率 读数 27 101 270 怎样读贴片电阻阻值 学会认识色环电阻 贴片电阻的读数就易如反掌啦 精密贴片电阻有四位数 那么前三位为有效位数 第四位为倍率 19 电阻型号 贴片电阻型号是根据其表面尺寸 英寸 来命名的 如 1英寸 1000mil 25 4mm 0805 80mil 50mil 0603080512062512 对应功率 1 16W1 8W1 4W1 2W 贴片电阻的相关概念 20 这是一种特殊的电阻 其阻值随温度的变化发生明显的变化 我们使用的热敏电阻阻值随温度的升高而降低 10K 25 热敏电阻 电路符号 符号 NTC 认识热敏电阻 热敏电阻的阻值标示值为25 时的电阻值 读数方式同贴片电阻 热敏电阻用于温控电路之中 21 10K可调电阻器 1公共端 3端 2端 调节旋扭 最大阻值标示端 R12 R13 R23 阻值关系满足上式 调节旋扭 可使R12 R13达到连续变化的阻值 1公共端 认识可调电阻 22 可调电阻的表示方法 电路符号 符号 RW 2 3 1 我们所见的可调电阻均外接于导线之上 调节其阻值来调节风扇运转之转速 将1 2端或1 3端接于电路中才可实现变阻 2 3端为固定阻值 注意 23 2 电容 电容在电路中起滤波 整流 储能等作用 电容的电气性能主要表现为通交流隔直流 即 隔直通交 按制造工艺可将电容分类为 纸介电容 瓷介电容 电解电容 有机薄膜电容等 24 符号 C Capacitor的缩写 电路符号 一般符号 国际标准 1F 1000mF1mF 1000 F1 F 1000nF1nF 1000pF 电解电容 电容的表示方法 25 认识电解电容 2 2 F 50V电解电容 我们所见到的插件电容即为电解电容 电解电容有极性 如何判断其正负极 引脚短的一端为 负 极 电容表面有标 对应一端为 负 极 如图片所示 2 2 F表示电容之容值 50V表示此电容之耐压值 负 正 26 贴片电容有哪些特点呢 2 2 F 100V 1206型贴片电容 什么标示也没有 一般类型贴片电容属于陶瓷电容 没有极性 图片所示电容之容值为2 2 F 其耐压值为100V 27 此类电容一定要通过隔离 标示对其加以保存 万一混在一起可以通过大小 颜色或使用万用表测其容值加以区分 贴片电容之型号分类同贴片电阻 如 0603 0805 1206 电容无功率之分 如何用万用表测一未知容值电容 将万用表调至电容档 Cx 并尽量调到较大的档位 电容两极引出插入对应之孔位 若其读数很小 则换用较小之档位 若读数很大甚至无读数 调至最大档位 注意其单位有两种 nF F 贴片电容要注意 28 3 电感 符号 L Inductance 电路符号 一般符号 带铁心型 1H 1000mH1mH 1000 H 在PC板上我们看不到这种电子元件 但线圈就相当于一个 单绕 两个 双绕 的电感元件 电感表现出与电容相反的特性 即 通直隔交 电路中主要用于整流滤波 29 4 二极管 二极管是半导体电子元件 通常也称二极体 按其功能不同可分为 普通二极管 稳压二极管 发光二极管 瞬态电压抑制二极管等 二极管在电子线路中有着广泛的应用 二极管都存在极性 且都标示于其表面封装之上 30 负 负 IN4004 1W插件型二极体 LL4004 1W贴片型二极体 认识普通二极管 31 二极体的一端都标示出了其方向 有标记的一端为其 负 极 如下图 负 负 单向导电性 是此类二极体的重要特点 电流流向如上图 这么明显的标记 不要搞错哦 I I 二极管方向之判定 32 符号 D Diode的缩写 电路符号 箭头的指向即为二极管方向 正 负极标示如图 正 负 二极管在电路中的作用 电路保护 整流 电子开关等 二极管表示之方法与作用 33 ZM4744 15V 1W贴片二极体 负 使用稳压二极管应注意 负极标示 顾名思义 稳压二极管的作用是使某一点的电压保持稳定 稳压端 34 稳压二极管表示之方法 符号 ZD 电路符号 箭头的指向即为二极管方向 正负标示如图 正 负 I 在工作状态下 稳压管中电流流向如图所示方向 即从 负 流向 正 极 若电流从 正 流向 负 极 那么此稳压管只相当于一只普通的二极管 起不到稳压的作用 35 稳压二极管外形与普通二极管相似 也有方向性 因此从外观上还无法确定其是否为稳压管 所以应与普通二极管加以区分 另外每一种稳压管稳压值可能不一样 而外形相近 所以稳压管应分类标示 切勿滥用 使用稳压二极管注意事项 36 用万用表测二极管好坏的一般方法如下 将万用表调至万用表的 档 红表笔接其正极 黑表笔接其负极 若其值显示为0 6 某些万能用表显示为600 左右 说明此二极管性能良好 否则此二极管为不良 但我们所见到的ZCHS400 因其结电压很小 故其显示值也很小 约0 1 0 2 应加以注意 测量时的规范操作应使二极管悬空 若在线路中可能因为周围回路使测量值无效 如何用万用表测二极管好坏 37 蓝色发光插件二极管面积较大的一端有 负 符号 LED 电路符号 正 负 红色发光贴片二极管有标记的一端为 负 负 负 发光二极管表示之方法 38 插件发光二极管方向之识别 负 正 如何识别发光二极管的方向 引脚较长的一端为 正 LED灯内部引脚面积较大的一端为 负 用万用表的 二极管 档或直接通电观察是否发光也可加以判断 红 黄LED灯 额定电压约2V 其它色LED灯 额定电压约3V 发光二极管广泛用于指示灯 显示屏 39 5 三极管 三极管是电学中一种十分重要的电子元件 广泛应用于各个领域 三极管是一种电流控制器件 在电路中起电流放大 电子开关等作用 三极管具有电流放大特性 放大倍数 为其重要的参数 40 HSD1616A NPN插件三极管 HMBT2222A NPN贴片三极管 发射极 基极 集电极 集电极 基极 发射极 三极管 又称三极体 电晶体 MJD112 NPN贴片三极管 41 b 基极c 集电极e 发射极 三极管表示之方法 符号 TR Transistor的缩写 或Q 电路符号 NPN型三极管 PNP型三极管 42 基极 发射极 集电极 1P HPN2222A HSD1616A HMBT1616A与HPN2222A之区别 引脚极性对应位置不同 HSD1616A性能指标上优于HPN2222A HMBT2222A 基极 发射极 集电极 MJD112 MJD112 常见三极管引脚标示 43 使用万用表测三极管性能之好坏 NPN型 如HSD1616A 三极体可等效两个二极体背靠背的连在一起 PNP型为面靠面 如图 b c e 选定万用表的红表笔连接于三极管的一极 假定为b 当出现另两极 c e 所测的数值相近时 显示值约为0 6 可以判断三极管性能OK PNP型类似 只不过将红表笔换作黑表笔罢了 44 6 场效应管 场效应管是近年来才出现的一种电子元件 同三极管类似 也是一种放大型电子器件 但在许多性能上都要优于三极管 如功耗低 效率高 热稳定性好 噪音低等 场效应管是一种电压控制器件 在电路中同样起信号放大 电子开关等作用 45 源极 栅极 漏极 场效应管是静电敏感元件 使用时应特别注意防静电 TM3055A N沟道绝缘栅型场效应管 型号 场效应管的认识 46 符号 TR Transistor的缩写 或Q 电路符号 N沟道JFET S P沟道JFET N MOS耗尽型 N MOS增强型 P MOS耗尽型 P MOS增强型 绝缘栅型 结型 场效应管表示之方法 47 47 7 集成电子元件IC IC IntegratedCircuit 集成电路 是经特殊工艺将各类电子元件加工在一块基板上 以实现某些特殊的功能 集成电路分小规模 中规模 大规模 超大规模四类 我们所用到的均为小规模集成电路之IC 我们所见到的IC有两种类型 一类是霍尔IC 即我们所说的感应IC 如177IC 276IC 一类是集成类型IC 如LB1868IC PT308IC等 48 接地极 供电极 接地极 供电极 每种IC都有至少有一个供电极和接地极 输出极 输出极 供电和接地极为IC的工作提供电能 输出极输出方波信号驱动线圈工作 霍尔IC的引脚认识 49 贴片型霍尔ICHW101A 贴片型霍尔ICHW101A 此IC极性呈对角对称性 故使用时可不论其方向 用万用表二极管档测量任意两脚 其值应在0 3左右 50 霍尔IC依靠外界磁场的感应使IC产生输出驱动信号 177和276IC的感应点位置如图 正因为感应点的特殊位置 所以要求感应点对准矽钢片高端 使磁场最强时能够感应到IC 若感应不到即出现我们所说的 定点 276IC 2与7之间177IC 1与7之间 霍尔IC的的感应点 51 LB1668贴片IC 第一脚 标记点 LB16682UU1 第1脚 第2 3 脚 第8 9 脚 IC型号 IC