《无线电技术导论之》PPT课件.ppt

无线电技术导论 张栋 82314571Email zhangdong 无线电技术导论第三讲 电子元件 本次课的内容 电子元件的分类电阻元件电位器电容元件电感元件 变压器其它元件 元件 电阻器 电位器 电感线圈 变压器 电容器 熔断器 开关 继电器 石英晶体元件 1 电子元件分类 2 电阻元件 在电路中对电荷运动起阻碍作用 并用专门材料制作的元件叫电阻 2 1正弦交流电通过电阻元件 电阻 电压 电流的关系 有效值 向量表示 向量表示的欧姆定律 2 2正弦交流电通过电阻元件功率关系 瞬时功率平均功率有功功率 瞬时功率 平均功率 2 2正弦交流电通过电阻元件功率关系 例 现有一盏额定值为220V 100W的白炽灯 如果把它接在电压V的电源上 试求流过灯泡的电流有效值 如把这灯泡错接在V电源上 再求这时的电流有效值 并求灯泡消耗的功率 第一个电源电压有效值为 灯泡的电阻 R U U R 220 220V 100W 484 第一个电源电流有效值为I U R 220 484 0 455A 其消耗功率为其额定功率100W 第二个电源电压有效值为 第二个电源电流有效值为I U R 380 484 0 785A 第二个电源消耗功率为P UI 380 0 785 298W电流和功率均超过额定值 不允许 会很快被烧毁 金属膜电阻 碳膜电阻 线绕电阻 水泥电阻 金属氧化膜电阻 按电阻体材料分 按电阻用途分 按电阻结构分 按电阻引出线分 高阻电阻 高压型电阻 高频无感型电阻 通用型电阻 管型电阻 圆盘型电阻 平面片状电阻 圆柱型电阻 径向引线电阻 同向引线电阻 无引线电阻 轴向引线电阻 湿敏电阻 压敏电阻 温敏电阻 电阻器在电路中的符号 2 3电阻器 贴片电阻 色码电阻 电阻网络 片状电阻 功率电阻 2 4电阻器实物图 2 5常用电阻的结构特点 电阻的标称阻值 允许误差和额定功率 表中的标称值可以乘以10 100 1000 电阻的额定功率也有标称值 常用的有1 8 1 4 1 2 1 2 3 5 10 20瓦等 2 6电阻的主要技术参数 2 7电阻的类别和符号 2 8电阻的色环表示 四环 黄紫红金 2 9精密电阻的色环表示 五环 棕绿黑棕棕 棕黑黑黄棕 2 10电阻器的选用原则 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 选普通的碳膜电阻器就可以了 它价廉而且容易买到 对要求较高的电路或电路中的某些部分 要看有关说明选用适当种类的电阻器 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I II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 则应选用高精密电阻器 额定功率的选择 电阻器的额定功率应选用比实际承受功率大l 5 2倍的 才能保证耐用可靠 在某些场合 也可将小功率电阻器串 并联使用 以满足功率的要求 2 11使用中应注意的问题 1 电阻器在安装时 它的两条引出线不要从根部打弯 须留出一定的距离 否则容易折断 2 焊接时 不要使电阻器长时间受热 以免引起阻值变化 3 大于10W的电阻器 应保证有散热的空间 4 电阻器在装入电路之前 要核实一下阻值 安装时 要使标志处于醒目的位置 2 12特种电阻 熔断电阻器功率型热敏电阻器湿敏电阻热敏电阻 2 13功率型热敏电阻器应用举例 家用电器的软启动使用注意事项 家用电器内往往安装有大容量电解电容作滤波或旁路用 在开机瞬间 电容对电源几乎成短路状态 其冲击电流很大 容易造成变压器 整流堆或保险管的过载 金属膜电位器 碳膜电位器 线绕电位器 导电塑料型电位器 金属氧化膜电位器 按电阻体材料分 按电阻用途分 按调节方式分 按结构特点分 微调电位器 精密电位器 功率电位器 普通电位器 旋转电位器 直划电位器 带开关电位器 单联电位器 多联电位器 抽头电位器 专用电位器 3 电位器 3 1电位器工作原理 多圈电位器 半可调电位器 3 3电阻器实物图 3 4电位器的主要技术参数 阻值的最大值和最小值阻值变化特性 直线式 X型 指数式 Z型 对数式 D型 其他参数 符合度 线性度 分辨力 平滑性 动态噪声等专门参数 3 5电位器选用原则 根据电路的要求 选择合适的型号电位器的阻值变化特性 应根据用途选择选用电位器时 还应注意尺寸大小和旋转轴柄的长短 轴端式样和轴上是否需要紧锁装置等 电位器轴应旋转灵活 松紧适当 无机械噪声 4 电容器 积累电荷 储存电场能量的元件 引线 引线 极板 介质 极板 4 1电容电路电压和电流的关系 极板积累的电荷量 C 表征电容器聚集电荷能力的参数 单位 电容器的电流 电容器通过直流 交流 导电 击穿 4 2电容器电路中电压 电流的相位关系 4 3电容器电路中电压 电流的数值关系 瞬时值最大值有效值 容抗 容抗与频率的关系 电压相同 容值不变 频率越高 容抗越小 f Xc 0通交流f 0 Xc 隔直流 4 4电容电路中的电压 电流 功率关系 1个周期内电压 电流的变化 电容和电源能量的交换 电容器 电场能 电能 电源 瞬时功率 4 5电容电路平均功率 有功功率 无功功率 平均功率 无功功率 表征电容器交换能量的衡量尺度 瞬时功率的最大值 单位 乏 Var 电容储能 塑料电容 金属化纸介电容 薄膜复合电容 纸介电容 有机 复合介质 无机介质 气体介质 电解质 玻璃釉电容 陶瓷电容 独石电容 云母电容 真空电容 充气电容 空气电容 钽电解电容 铌电解电容 铝电解电容 电容器在电路中的作用 调谐 耦合 滤波 去耦 隔断直流电 旁路交流电等 4 6电容器按介质材料分类 4 7电容的类别和符号 4 8电容器的标注方法 直标法 220uF文字符号标注 10p4 7u104105色标法国外标注 3n31p54u7 陶瓷电容 云母电容 铝电解电容 独石电容 聚脂电容 钽电解电容 纸介电容 贴片电容 4 9电容器实物图 4 10常用电容的结构特点 单连可变电容器双连可变电容器微调电容器 4 11可变电容器的种类和特点 1 容量 4 12电容器的主要技术参数 1 2 耐压 额定电压也称耐压 指在允许的环境温度范围内 电容上可连续长时间施加的最大电压有效值 3 绝缘电阻4 漏电流 4 12电容器的主要技术参数 2 5 损耗因数 有功损耗与无功损耗的功率之比 衡量电容损耗的参数之一损耗的大小是电容器品质优劣的重要指标 电容介质不可能绝对不导电 当电容加上直流工作时 总有漏电流产生 一般电容漏电流很小 故用绝缘电阻来表示其绝缘性能 电解电容因漏电较大 故用漏电流表示其绝缘性能 电容在电场作用下 其存储或传递的一部分电能会因介质漏电及极化作用而变为无拥有害的热能 这部分发热消耗的能量就是电容的损耗 各类电容都规定了某频率范围内的损耗因数允许值 或者说它们都有各自适应的工作频率范围 5 电感元件 能够对交流电量呈现阻碍作用并能存储磁场能量的元件单位 亨 H 通过线圈的电流强度在1s内改变1A时产生的电动势为1V 线圈的电感量为1H 5 1电感上电压与电流关系 磁通 电流流过线圈 法拉第电磁感应定律 磁链的变化使回路产生感应电动势 磁链 磁通穿过每匝线圈 与每匝线圈交链 总磁链 穿过N匝线圈 5 2电感上电压 电流相位关系 5 3电感上电压 电流数值关系 瞬时值 感抗 频率 感抗 电感三者关系 最大值 有效值 注意 在纯电感电路中 电压 电流瞬时值之间并不存在正比关系 即不符合欧姆定律 而是电压与电流的变化率成正比 只有用有效值 或最大值 表示电压 电流 并以XL表示感抗后 其电压 电流之间才具有欧姆定律的形式 电压相同 电感不变 频率越低 感抗越小 f XL 电感线圈相当于开路f 0 XL 0电感线圈相当于短路 5 4电感电路中的电压 电流 功率关系 瞬时功率 1个周期内电压 电流的变化 电感和电源能量的交换 电感 磁场能 电能 电源 5 5电感电路平均功率 有功功率 无功功率 平均功率 无功功率 瞬时功率的最大值 电感性负载与电源之间的能量互换的大小 电感储能 电感器 卧式电感 片状电感 立式电感 固定电感元件 阻流圈 电视专用线圈 收音机专用线圈 低频阻流圈 工频阻流圈 高频阻流圈 行频场频校正线圈 行频场频偏转线圈 短波本振线圈 调频本振线圈 中波本振线圈 5 6电感元件的分类 5 7电感元件的主要技术参数 1 电感量L 电感元件自感能力的物理量 2 感抗 线圈对交流电的阻力大小 3 品质因数 电感线圈品质的参数线圈在一定频率的交流电压下工作时 其感抗和等效损耗电阻之比即为Q值 损耗电阻在频率较低时可视为基本上以线圈直流电阻为主 当频率较高时 因线圈骨架及浸渍物质的介质损耗 铁心及屏蔽罩损耗 导线高频趋肤效应损耗等影响 R就应包括各种损耗在内的等效损耗 不能仅计算直流电阻 4 直流电阻 电感线圈自身的电阻 5 额定电流 允许长时间通过电感元件的直流电流值 5 8常用电感线圈的特点和用途 1 空心线圈 调谐回路 调频收音机本振线圈 5 9常用电感线圈的特点和用途 2 磁芯线圈 高频扼流圈 5 10常用电感线圈的特点和用途 3 可调磁芯线圈 5 11常用电感线圈的特点和用途 4 铁芯线圈 低频扼流圈 电子管收音机电源电路 5 12常用电感线圈的特点和用途 5 铁氧体磁芯 电感量大 Q值高 5 13常用电感线圈的特点和用途 6 磁棒线圈 6 变压器 将两个线圈靠近放在一起 当一个线圈中的电流变化时 穿过另一线圈的磁通会发生相应的变化 从而使该线圈中出现感应电势 这就是互感应现象 变压器就是根据互感应原理制成的 6 1变压器的作用 电压变换阻抗变换 可调磁芯变压器 铁芯变压器 空心变压器 耦合材料来分 用途来分 工作频率 隔离变压器 阻抗变换 电源变压器 中频变压器 高频变压器 低频变压器 6 3变压器分类 6 4变压器应用举例 电压变换阻抗变换隔离变压器 7 总结 单一参数正弦交流电基本关系 电磁继电器 1 额定电压2 功耗3 触点最大电压4 触点最大电流3 线圈电阻4 触点形式5 绝缘电阻6 寿命 固体继电器 时间继电器 其他继电器 温度继电器 交流接触继电器 1 输入电压2 输入电流3 输出电压4 输出电流5 开通时间6 关断时间7 介质耐压 8 继电器 干簧式继电器 8 1电磁继电器的工作原理 8 2电磁继电器的主要技术指标 1 额定电压2 功耗3 触点最大电压4 触点最大电流3 线圈电阻4 触点形式5 绝缘电阻6 寿命 8 3电磁继电器的选用原则 继电器额定工作电压的选择接点负荷的选择接点的数量和种类继电器的体积查阅有关手册 找出合乎要求的继电器在电参数和体积等都满足的情况下 应选性能价格比高的产品 8 4干簧式继电器原理及工作过程 8 5干簧式继电器的特点 接点与大气隔绝 管内又充有惰性气体 这样就大大减少了接点开 闭过程中由于接点火花而引起的接点氧化和碳化 并防止外界有机蒸气和尘埃杂质对接点的侵蚀和污染 簧片轻而短 有较高的固有频率 提高了接点的通断速度 一般通断的动作时间仅为1 3ms 比一般电磁继电器快5 10倍 体积小 重量轻 缺点是开关容量小 接点易产生抖动以及接点接触电阻大 8 6固态继电器工作原理 8 7固态继电器的特点 控制灵活工作寿命长可靠性强防爆耐震无声运行功率从数值从小功率到中等功率 数千瓦至十数千瓦 9 石英晶体谐振器结构 9 1石英晶体谐振器压电效应及等效电路 晶体振荡器 1 谐振频率2 工作电压3 工作电流4 频差 晶体谐振器 晶体滤波器 1 谐振频率2 激励电压3 频差4 负载电容 1 标称频率2 通带频宽3 通带波动4 插入损耗 9 2石英晶体元件分类及主要技术参数 机械开关 薄膜开关 接近开关 1 最大额定电压2 最大额定电流3 接触电阻 涡流式接近开关 电容式接近开关 霍尔接近开关 光电式接近开关 热释电接近开关 其他接近开关 4 耐压5 绝缘电阻6 寿命 10 开关 圆形电连接器 1 最大额定电压2 最大额定电流3 接触电阻 矩形电连接器 PCB电连接器 射频连接器 4 耐压5 绝缘电阻6 寿命 11 电连接器 普通玻璃管型 快速熔断型