电子技术项目教程Proteus版课件-项目一

电子技术的应用领域非常广泛,像收音机、摄像机、数码相机、微波炉、电视机、移动电话等。如果将它们都拆开来,我们会发现这些复杂的功能电路都是由各种电子元器件和简单的电路组合而成的。这里说到的各种电子元器件和简单的电路就是电子技术基础。也就是我们这门课学习的主要内容。2026/2/102教学方式方法:1、淡化理论,注重实践。2、采用项目式教学,通过具体实例学习相关理论,降低难度,提高学习积极性。3、采用Proteus仿真教学模式,可使理论知识形象化、生动化，使书本文字和电路立体化，促进学生对知识的理解和记忆。项目1手电筒照明电路设计与实现

2026/2/1031.1工作模块1手电筒电路设计与实现

工作任务:使用干电池、开关和灯泡等元件实现手电筒照明电路。干电池提供3V直流电压，闭合开关点亮灯泡。2026/2/1041.用Proteus设计手电筒照明电路2026/2/105用Proteus设计手电筒照明电路如下图所示。具体画法做实验详细讲解.介绍图图1-1手电筒照明电路

Proteus软件:

是由英国LabcenterElectronics公司开发的

EDA工具软件，是近年来备受电子爱好者青睐的一款新型电子电路设计与仿真软件。它是一款功能强大的仿真软件，可以对数模电、单片机、微机原理、嵌入式系统进行仿真。该门课程只要掌握Proteus软件的一些基本操作，实现初学者入门。至于更加详细的使用，请参考软件的帮助文件和其他有关书籍。2.手电筒照明电路Proteus仿真运行调试

（1）运行proteus软件，打开“手电筒照明电路”，在灯泡两端并联直流电压表，同时在电路中串联一个直流毫安表，构建手电筒仿真电路如下图所示。（2）全速运行仿真，点击工具栏的“运行”按钮

，首先闭合S，仿真运行结果如下图所示。?灯泡额定电压小于3V或者大于3V,分析会出现什么情况?

在上图所示电路中,当开关闭合时,电源正极会流出大量的电荷,电荷的定向移动就形成了电流，它们经过导线、开关流进灯泡，这些电荷在流经灯泡内的钨丝时，钨丝会因发热、温度急剧上升而发光,然后电流在从灯泡流出，回到电源的负极。1.2电路基础知识1、什么是电路？

电路（Electricalcircuit）或称电子回路，是由电器设备或元器件,按一定方式连接起来，为电荷流通提供了路径的总体，也叫电子线路或称电气回路，简称网络或回路。(结合仿真电路提问)2、电路的分类种类繁多,为了便于分析,需进行分类:

电力电路(或称强电电路)

主要用来实现电能(能量)的传输和转换。

一般电压高(220V、380V)，如照明电路按功能分:、供电系统

。

信号电路(或称弱电电路)

主要用来实现信号(信息与数据)的传递和处

理。一般电压低（12V，24V，36V），如电话，电视有线，网络。

手电筒电路属于？电力电路信号电路

直流电路(电源提供直流电)

直流电(DC)是指电压或电流的大小和方向是不随时间而变化的。

按电路中电源种类分

交流电路(电源提供交流电)日常生活中的交流电（AC）是指正弦交流电，它的电压或电流的大小和方向是随时间而变化的，因交流电是按sin函数而变化的波形，由于与数学上学习过的正弦波曲线一致，因此称为正弦交流电。

手电筒电路属于？

模拟电路主要传递、加工和处理的信号是模拟信号

（见图)，这种信号的特点是时间上和幅度上都是连续变化的。如电话、广播、电视中传递的各种声音信号和图像信号。

按处理信号不同分

数字电路主要传递、加工和处理的信号是数字信号(见图)

，这种信号的特点是时间上和幅度上都是断续

变化的。如计算机内部处理的信号等。

手电筒电路属于？3、电路组成虽然电路种类繁多，但是主要组成部分都是一样的。下面通过日常生活中最常见的最简单的手电筒电路来找出其电路的主要组成部分（见图）。

电池:作用是供应电能,称为电源.

开关、导线:作用是控制和传递电能，称为中间环节.

灯泡:是消耗电能的用电器，它能够将电能转化为光能，称为负载.手电筒电路组成在下面左图采用了画实物外形的方法来表示电路,这样绘制电路很困难也不方便,为此人们就用一些简单的图形符号表示实物的方法来画电路,这样画出的图形就称为电路图。下面右图形左图电路的电路图,从这里可以看出,用电路图表示实际的电路非常方便。

手电筒实物图电路手电筒电路图

4、电路的主要物理量电路的作用是进行电能与其它形式的能量之间的相互转换。我们常用一些物理量来表示电路的状态及各部分之间能量转换的相互关系。下面就介绍电路的一些主要物理量。(1)电流

有两个层面的含义:一是表示一种物理现象，即电荷有规则的运动就形成电流.二是电流的大小用电流强度来表示，但电流强度平时人们多简称电流。所以电流又代表一个物理量.其单位是安培（库/秒），简称安，用大写字母A表示。(注意和微安毫安之间的换算关系)注意:

电流的正方向和真实方向是两个不同的概念,不能够混淆.

习惯上总是把正电荷运动的方向，作为电流的方向，这就是电流的实际方向或真实方向，它是客观存在，不能任意选择，在简单电路中，电流的实际方向能通过电源或电压的极性很容易地确定下来。(手电筒电路电流的真实方向)在复杂直流电路中，某一段电路里的电流真实方向很难预先确定，在交流电路中，电流的大小和方向都是随时间变化的。这时，为了分析和计算电路的需要，引入了电流参考方向的概念，参考方向又叫假定正方向，简称正方向。所谓正方向，就是在一段电路里，在电流两种可能的真实方向中，任意选择一个作为参考方向（即假定正方向）。当实际的电流方向与假定的正方向相同时，电流是正值；当实际的电流方向与假定正方向相反时，电流就是负值。(分析手电筒电路演示)换一个角度看，对于同一电路，可以因选取的正方向不同而有不同的表示，它可能是正值或者是负值。要特别指出的是，电路中电流的正方向一经确定，在整个分析与计算的过程中必须以此为准，不允许再更改。(2)电压、电位

以手电筒电路为例,电源两端电压就是电场力把单位正电荷从电源正极移动到负极所做的功（两点间）.单位是V,和mV、kV等之间的换算关系。

电路中某点(一点)的电位，即为该点与参考点之间的电压。参考点可以任意选定，选的参考点不同，该点电位也不同。通常设参考电位为0，故参考点又称为零电位点或零点。在电工领域，通常选电路里的接地点为参考点，在电子电路里，常取机壳为参考点。在电路图中用表示。举例计算电位。

(3)电功率

电流在单位时间内做的功叫做电功率。在物理学中，用电功率表示消耗电能的快慢．以灯泡为例，电功率越大，灯泡越亮。单位时间内耗电多。灯泡的亮暗由实际电功率决定，不用所通过的电流、电压、电能、电阻决定。电功率用P表示，它的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。5、电路模型为了方便电路的分析和计算,我们引入电路模型的概念。实际电路可以用一个或若干个理想电路元件经理想导体连接起来模拟,这便构成了电路模型。最简单手电筒电路的电路模型如下图所示。

理想电路元器件是一种理想化的模型,简称为电路元件。它是在一定条件下对实际器件加以理想化,只考虑其中起主要作用的某些电磁现象。通常采用的电路元件有电阻元件、电感元件、电容元件、理想电压源、理想电流源。电阻元件是一种消耗电能的元件;电容元件是储存电场能量的元件;电感元件是储存磁场能量的元件;电压源是能够产生和维持一定输出电压的元件;电流源是能够产生和维持一定输出电流的元件。下图是它们的电路模型。

它们是具有两个引出端的元件,称为二端元件;前三种均不产生能量,称为无源元件;后两种电源元件是电路中提供能量的元件,称为有源元件。元件有线性和非线性之分,在金属导体中，电流跟电压成正比，伏安特性曲线是通过坐标原点的直线，具有这种伏安特性的电学元件叫做线性元件。电阻是最普遍的线性元件范例，其他的例子如电容，电感，变压器和运算放大器。对欧姆定律不适用的导体和器件，电流和电压不成正比的电学元件叫做非线性元件。如二极管、三极管等。6、电路的三种状态电路有空载、短路、有载工作三种状态，下面进行详细分析。（1）空载状态空载状态又称断路或开路状态，如下图所示。它是电路中开关断开或联接导线折断引起的一种极端运行状态。电路空载时，外电路所呈现的电阻可视为无穷大，故电路具有下列特征：1)电路中的电流为零，即I＝0。2)U1＝US，即电源的端电压等于电源电压。此电压称为空载电压或开路电压，用Uoc表示。利用此特点可以测出电源电压;U2＝0。3)因为电源对外不输出电流，电源的输出功率和负载所消耗的功率均为零。仿真(2)短路状态由于电源线绝缘损坏、操作不当等引起电源的两输出端相接触，造成电源被直接短路的情况，是电路的另一种极端运行状态。如下图所示。当电源直接短路时，外电路所呈现的电阻可近似为零，电路具有下列特征：1)电源中的电流最大，输出电流为零。因为：IS=US/R0

，在一般供电系统中，电源的内电阻R0很小，故短路电流IS很大，但对外电路无电流输出。2)电源和负载的端电压均为零。表明电源的电压全部降落在电源的内阻上，电源发出的功率全部消耗在电源内阻上。由以上分析可知，短路时电路中电流很大，容易烧毁电源与设备。另外短路时强电流产生强大的电磁力会造成机械上的损失，因而实际电路中必须设置短路保护装置，最常用的是用熔断器作保护电器。(3)有载工作状态有载工作状态如下图所示。此时电路有下列特征：电路中的电流为:I=US/(R0+R)当电源电压US和内阻R0一定时，电路中电流的大小取决于负载的大小。电源的端电压为:

U1=US-IR0电源的端电压总是小于电源电压。若忽略电源内阻，则电源的端电压U1等于电源电压US。电路元件在工作时都有一定的使用限度，其限额值称为额定值。举例

通过以上分析可知,电路元件应工作在额定条件下(满载)。如果电路元件工作在低于额定电压很多的状态下(轻载)，则将使设备不能够正常工作。如果电路元件工作在高于额定电压很多的状态下(过载)，这就使电器设备和电源的温度迅速上升，导致电源及其它电气设备烧毁，甚至引起火灾。总结习题1.3认识电阻一、电阻器电阻器通常称为电阻，是电子设备中使用最多的基本元件之一。电阻的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，其次电阻还可与电容配合起滤波作用。常用电阻电路符号如图1-18所示。

国内1.电阻的分类

电阻的种类繁多，按其材料可分为薄膜电阻和线绕电阻两大类；按其结构可分为固定电阻、可变电阻和敏感电阻。常见电阻实物图如下图所示。下面简要介绍几种常用电阻的特点及应用。水泥电阻陶瓷绝缘功率型线绕电阻，常被人称作水泥电阻。如下图所示。它广泛应用于计算机，电视机，仪器，仪表，音响之中。一般功率大，外形尺寸也较大。因此，从它的外形结合功率及型号可以很容易判别出来。功率上它分为2W，3W，5W，7W，8W，10W，15W，30W，20W，40W等规格。常见型号为RX27-1型，RX27-3型（3A，3B，3C），RX27-4（4V，4H）型.水泥电阻散热好，具有优良的绝缘性能，同时具有优良的阻燃，防爆性。有较好稳定性和过负载能力。在负载短路的情况下，可迅速在压接处熔断，对电路有保护功能。水泥电阻(2)保险电阻保险电阻如下图所示。在电路图中起着保险丝和电阻的双重作用，其功能就是

在电路负载发生短路故障，出现过流时，保险电阻的温度在很短的时间内就会升高到500~600℃，这时电阻层便受热剥落而熔断，保护电路中的其它元件免遭损坏。

主要应用在电源电路输出和二次电源的输出电路中。它们一般以低阻值（几欧姆至几十欧姆），小功率（1/8~1W）为多。保险电阻(3)热敏电阻热敏电阻如下图所示。热敏电阻是电阻值随其电阻体温度的变化而显著变化的热敏元件。在工作温度范围内,电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器。利用NTC热敏电阻的自热特性可实现自动增益控制,构成RC振荡器稳幅电路,延迟电路和保护电路。PTC热敏电阻主要用于电器设备的过热保护、无触点继电器、恒温、自动增益控制、电机启动、时间延迟、彩色电视自动消磁、火灾报警和温度补偿等方面。(4)湿敏电阻

湿敏电阻如下图所示。

湿敏电阻常作为传感器，是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。利用这一特性即可测量湿度。它的特点是随着湿度的增加电阻值增加。

热敏电阻湿敏电阻(5)光敏电阻光敏电阻如下图所示。光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻可广泛应用于各种光控电路，如光控开关电路、灯光亮度自动调节电路等。光控开关电路:可以用在一些楼道、路灯等公共场所。通过光敏电阻器，它在天黑时会自动开灯，天亮时自动熄灭。灯光亮度自动调节电路:能根据外界光线的强弱来自动调节灯光亮度。

(6)磁敏电阻磁敏电阻器是利用磁阻效应制成的，其阻值会随穿过它的磁通量密度的变化而变化。常用作计量元件、开关电路、磁敏传感器、霍尔器件等。霍尔器件如下图左所示。光敏电阻霍尔器件气敏电阻(7)气敏电阻气敏电阻如上图右所示。在现代社会的生产和生活中，人们往往会接触到各种各样的气体，需要对它们进行检测和控制。比如化工生产中气体成分的检测与控制；煤矿瓦斯浓度的检测与报警；环境污染情况的监测；煤气泄漏：火灾报警；燃烧情况的检测与控制等等。气敏电阻传感器就是一种将检测到的气体的成分和浓度转换为电信号的传感器。Led照明电路用的是普通的阻值固定的薄膜电阻●

2、

电阻的型号与命名

电阻的型号很多，根据国家标准GB2470-81规定，国产电阻的型号一般由四个部分组成：产品名称、产品制作材料、产品分类、产品序列号。

（1）.产品名称：用字母表示。R表示电阻；W电位器。

（2）.产品制作材料：用字母表示，如表1-1所示。

（3）.产品分类：用数字或字母表示，如表1-2和表1-3所示。字母HIJNSTXY材料合成膜玻璃釉膜金属膜无机实心有机实心碳膜线绕氧化膜数字1,2345789产品分类普通超高频高阻高温精密高压特殊

（4）.产品序列号：用数字表示。

例如：RJ-71表示精密金属膜电阻；（提问）

RXT-2为可调线绕电阻。字母GTXLWD产品分类高功率可调小型测量用微调多圈●

3、

电阻的主要性能指标

电阻的主要性能指标有标称阻值、允许偏差、额定功率、最高工作电压等。对有特殊要求的，还要考虑温度系数、噪声系数、高频特性、稳定性等。

（1）.标称阻值：是指电阻上标出的“名义”阻值，单位为Ω，kΩ，MΩ。换算关系：1MΩ=103kΩ=106Ω常用的标称阻值系列有E6、E12、E24。

标称阻值是不连续分布的，将表中各数乘以10n可得到不同阻值的电阻，如1.1×103为1.1kΩ电阻。提问哪些电阻有和没有系列代号标称阻值允许偏差精度等级E61.01.52.23.34.76.8±20%ⅢE121.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2±10%ⅡE241.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1±5%Ⅰ

（2）.允许偏差：是指电阻的标称阻值与实际阻值之差。允许偏差越小，电阻的精确度越高。普通电阻的允许偏差分为±5%、±10%、±20%三个等级。

（3）.额定功率：是指在一定的条件下，电阻能长期连续运行而不改变性能的允许功率，单位为瓦（W）。当超过额定功率时电阻的阻值将发生变化，甚至发热烧毁。

额定功率分九个等级：1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、10W、20W，一般用数字印在电阻的表面上。其中1/4W、1/2W、1W、2W在实际工作中应用较多。

（4）.最大工作电压：是指由电阻最大电流密度、电阻体击穿及其结构等因素所规定的工作电压限度。当工作电压过高时，虽然功率不超过额定值，将导致电阻变质、损坏。级别0050102ⅠⅡⅢ允许偏差±0.5%±1%±2%±5%±10%±20%●

4、

电阻的识别方法

电阻的型号和规格一般可从电阻的表面数值直接读出它的阻值和精度，有时也可以从电阻上印刷的不同色环来判断它的阻值和精度。

（1）.固定电阻的识别

1）直标法：是指将电阻的主要参数和技术性能指标直接印刷在电阻的表面上。例如电阻上印有“RJ7100kΩ±5%”，则表示阻值为100kΩ、允许偏差为±5%的精密金属膜电阻。适用于体积大（大功率）的电阻。2）色标法：是指用不同颜色的色环表示电阻的标称阻值和允许偏差。普通电阻采用四环表示，精密电阻采用五环表示。（熟练掌握、解释表格、例题）3）文字符号法：是用字母和数字符号有规律的组合来表示电阻的标称阻值。其规律：例如，R3表示0.3Ω，3k6表示3.6kΩ，8M2表示8.2MΩ。对于这种识别方法如何判断哪一条是第一条色环和最后一条色环非常关键。紧靠电阻体一端头的色环为第一环，露着电阻体本色较多的另一端头为末环。表示电阻器标称阻值的那四条环之间的间隔距离一般为等距离，而表示偏差的色环（即最后一条色环）一般与第四条色环的间隔比较大。解：由表1-6可知，四条色环的含义如图1.2（b）所示。因此标称阻值为：27×103=27kΩ。允许偏差为：±5%

。

〖例1.1〗某一电阻的色标如图1.2（a）所示，试指出其标称阻值和允许偏差。

(a)(b)图1.2例1.1图

（2）.电位器的识别

电位器一般采用直标法，标志内容分为四个部分：主称、导体材料、性能形状、序号。其后用数字及单位直接标明电位器的额定功率、标称阻值及电位器阻值变化特性。（见表）例如，“WH14.7kΩ”表示合成膜电位器，阻值为4.7kΩ。“WSX1150Ω”表示小型实心电位器，阻值为150Ω。

总结：掌握电阻器的作用、分类、型号命名规则、主要性能指标及识别方法。练习：见习题1、2第一部分(主称)第二部分(导体材料)第三部分(性能形状)第四部分(序号)字母含义字母含义字母含义W电位器TJHYSXD碳膜金属膜合成膜氧化膜实心线绕导电塑料GRWJX高功率耐热微调精密小型用数字、字母表示，包括标称阻值、额定功率、阻值变化特性等【技能训练1-1】万用表使用和电阻检测

1.万用表使用“万用表”是万用电表的简称，它是我们电子制作中一个必不可少的测量工具(必须掌握)。万用表能测量电流、电压、电阻，有的还可以测量三极管的放大倍数，以及频率、电容值、逻辑电位、分贝值等。万用表是公用一个表头，集电压表、电流表和欧姆表于一体的仪表。万用表有很多种，现在最流行的有机械指针式的和数字式的万用表，如图1-27所示。（1）数字万用表数字式万用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示，读取方便，有些还带有语音提示功能。数字式万用表在万用者的下方有一个转换旋钮，旋钮所指的是测量的挡位。