常用电子元件基础知识

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电容
电容器俗称电容。它是在两个金属电机之间夹了一层电介质构成。所以它具有了存储电荷的能力。所以在理论上，它对直流电流具有隔断的作用，而交流电流则可以通过，随着交流频率越高，它通过电流的能力也越强。一些常用电容器外观见图1。

图(1)
电容在电子线路中也是广泛应用的器件之一。我们多采用它来滤波、隔直、交流耦合、交流旁路等，也用它和电感元件一起组成振荡电路。
电容的分类：
按照电介质的不同，电容有很多种。我们常见、常用的电容主要有：
名称
优点
缺点
主要应用
瓷片电容
体积特别小，高频损耗少，耐高温，价格低廉
容量小
普遍应用
涤纶电容
体积小，容量大
电解电容
容量特别大
铝电解电容漏电大，容量不准确。钽电解电容性能好但价格高
耦合、滤波
云母电容
性能稳定，耐高温、高压。高频性能好
价格高
发光二极管
纸介电容
体积较小，容量较大、价格低
高频性能较差
我们在大多数的电子制作中，经常应用的是瓷片电容和电解电容。
按照结构的不同，我们将容量固定的电容称为固定电容，而可以调节的称为可调或半可调电容。普通收音机选台的就是使用可变电容。
我们在线路图中常用“C”来代表电容，用图2的符号来表示固定电容，用图3的符号来表示半可变电容，图4表示可变电容，图5表示双联可变电容。

电解电容一 般容量比较大，从1UF到10000UF都比较常见，它是有正负极之份的电容元件，在使用中正极节高电位端，负极接低电位端，不能够反接。电解电容又分为 铝电解、钽电解、铌电解，市面常见的是前两种，其中钽电解常被一些音响发烧友用于音响系统。电解电容我们常用图6的符号表示。

图6：电解电容的标示符号
电容的主要性能参数：
1、 电容标称容量。描述电容容量大小的参数，单位为“法（F）”。在实际应用中，以“法”出现的电容很少见到，我们常用的、常见的是其他拓展单位：“微法”（μF）和“皮法”(pf)。其单位换算公式：
1F=1,000,000μF (106μF)=1,000,000,000,000pF (1012pF)
2、 耐压。也叫额定工作电压。是指电容规定的温度范围内，它能够长期可靠工作承受的加在它两极的最高电压。又区分为直流工作电压和交流工作电压。这个指标当然是越高越好，在其他性能一样的情况下，高耐压的可以直接替代低耐压的，反之则不能。
3、 漏电电阻。电容中的电介质不是绝对绝缘的，当通上直流电的时候，或多或少地会有电流的通过，我们称之为漏电。当漏电情况教大时，电容发热甚至会导致电容损坏。
电容的规格标注方法：
我们在实际应用过程中，常常需要对电容的容量和其它参数进行选择。电容的容量标注方法同电阻一样，也是采用直标法（数字直接表示）和色标法两种。但直标法需要注意的是有一些这样的差异：
1） 我们在瓷片电容上经常看到如图7这样103，224等这样的标注。这种并不表示该电容容量为103PF或224PF。它的容量应为：前两位读数后加上第3位数字表示的“0”数。例如：

103=10*1000=10000pF
224=22*10,000=220,000pF=0.22μF
2） 在电解电容上有正负极的区分，一般都有如图8所示的标示。还有一种普遍的识别方法：对未剪腿的电解电容，腿长的一边为正极。电解电容一般采用直标法，它的容量不需要换算。注意的是在容量下方一般还标注了耐压值和工作温度。见图9。


图8
图9
电容的测量：
一般的万用表并没有专门测量电容容量的档位。多数情况下我们用以下方式测量电容的某些特性：
1） 测量其漏电电阻。漏电电阻小也就是漏电大的电容是不宜用于线路中，因为它不仅对线路的性能不利，而且由于发热等原因，甚至会发生爆裂，有可能会影响到线路 中其它元件的寿命。所以，我们可以用万用表的高阻档测量（1KΩ或10KΩ）进行测量，测量方法与测量电阻方式一样：
1、将万用表放置在目光正前方。
2、选择最高的测量档位，并调零。
3、将表笔分别搭在电容两端的金属管脚上，若是测量电解电容，则应该红表笔接电容的正极，黑表笔接接在负极。测量过程中注意不要有身体裸露部分同时接到电容的两极上。
4、观测表针运动情况，对大容量电容，表针将大幅度向零刻度方向摆动后再往反方向运动，待表针稳定后再读取漏电电阻数据。对于瓷片电容，它的漏电电阻应接近无穷大。而对铝电解电容，可参考以下数据：
电容耐压
漏电电阻范围（KΩ）
6V
6V
15V
30-40
25V
30-60
50V
60-100
150V
150-200
300V
250-350
450V
300-400
当小于范围值时表示该电容漏电较大，超过则属于比较好。
2） 估计电解电容的极性。分别正反方向测量电解电容的漏电电阻，漏电电阻大的时候红表笔连接的是正极。也可管脚测量对铝外壳的电阻，为零的那一端时负极。
3） 估计电容的容量。对超过1μf以上的电容，可以用测量漏电电阻的方式估计电容容量的大小，观看的数据是表针向零刻度方向摆动的幅度，摆动幅度越大，说明电 容容量也越大（先要排除内部短路的可能）。也可对比已知容量的电容来获得比较准确的数值。注意：当对电容容量作第2次检测时，要先放电。对于1000μf 以下的电阻，可直接短路放电，超过的可将两管脚插再潮湿的海绵上，过数分钟后再短路放电。电容容量越大，放电时间也要求越长。
电容的串联与并联：
电容的串联（图10）与并联（图11）使用，也会改变线路上电容容量。与电阻相反：


C1、C2
C1
电容串联
C2
电容并联
电容并联使用时，线路上的实际容量等于各电容之和。即：C1=C1+C2
电容串联使用时，线路上的实际容量计算公式为：C=1/（1/C1+1/C2）
电 阻
一、电阻与欧姆定律：
电阻器我们习惯称之为电阻。它是电子设备中最常应用的电子元件。
电阻对直流电及交流电都呈现相同的阻力。这种阻力通过的运动形态通过欧姆定律的数学公式描述：
I（电流）=V（电压）/R（电阻）
这个公式表明：线路上通过电阻的电流与电阻的阻值成反比，而与加在两端的电压成正比。
在电子线路中，我们常用英文字母R或如图1的符号来表示电阻：

R
二、电阻的串联与并联：
1、 电阻的串联（图2）：

R1
R2
根据摩尔定律，在同一条线路上的电流是固定的，而A、B两端上的电压等于R1、R2两端电压之和，根据欧姆定律，A、B两端的总电阻（R）：
R*I=R1*I+R2*I
所以： R="R1"+R2
结论1：线路上串联的电阻总阻值等于各串联电阻阻值之和。
结论2：线路上串联电阻的总阻值肯定比线路中任何电阻的阻值大。
2、 电阻的并联（图3）：

根据摩尔定律，在本线路中A、B两端的电压与R1、R2两端的电压一样，而总电流为分别通过R1、R2电阻的电流之和。所以根据欧姆定律：
R*I=R1*I1=R2*I2
并且： I="I1"+I2
可推出： 1/R=1/R1+1/R2
结论1：A、B两端总电阻（R）： R="R1"*R2/（R1+R2）
结论2：并联线路上的电阻总值比线路中任何分路的阻值均小。
根据以上特性，我们经常在电子电路中使用电阻来进行分压、分流、滤波、阻抗匹配等工作。
三、电阻的种类：
在电子设备的实际应用中，我们按照电阻制作的材料进行不同的分类。常见的种类与性能特点如下表1：
种类
优点
缺点
外观
碳膜电阻
较好的稳定性和适应性，并且价格便宜
漆皮为绿、蓝灰、米黄色
金属膜电阻
各方面性能比属膜电阻更好，常用于精密设备
价格高
漆皮为深红色
线绕电阻
阻值精确，承受功率大
但不适合高频工作
漆皮为黑色
外观参见图4。

图4
也可按照电阻的阻值特性分类。不能调节的，我们称之为固定电阻。而可以调节的，我们称之为可调电阻。而常见的例如收音机音量调节的，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器（图5），将另文介绍。

图5
除了以上介绍的外，我们也还会用到一些特殊的电阻元件。这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。例如：受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻，还有热敏、气敏、电敏等等。下面是一些相关电阻的图片（图6）：

图6
四、电阻的参数：
也可按照电阻的阻值特性分类。不能调节的，我们称之为固定电阻。而可以调节的，我们称之为可调电阻。而常见的例如收音机音量调节的，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器（图5），将另文介绍。

图5
除了以上介绍的外，我们也还会用到一些特殊的电阻元件。这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。例如：受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻，还有热敏、气敏、电敏等等。下面是一些相关电阻的图片（图6）：

图6
四、电阻的参数：
对于固定电阻，主要的参数指标有两个：阻值、功率。
阻值：描述电阻对电流的阻碍能力的数学表达，单位为：欧姆。我们也常用希腊字母Ω表示。我们也常见到KΩ（千欧）、MΩ（兆欧）的标识，其换算公式如下：
1MΩ=1,000KΩ=1,000,000Ω
在我们的实际应用中，常常见到电阻阻值的两种标注方式：一种是数字与单位直接标注的方式（如图7），另一种是利用色环来标注其阻值的方式（如图8），我们称之为色标法，它也分两种：分别为4环电阻与5环电阻，数值的读取方法、颜色与数值的对应关系（见图8）：

如图7

见图8
功率：标准叫法是额定功率，是指电阻在一定条件下（压力、温度等） 长期连续工作能够允许承受的最大功率。所以我们在一些电路中必须注意电阻功率的选择，否则由于电阻承受能力问题导致电阻损坏，甚至可能导致设备其它元器件 的损坏。在实际应用中可以用功率大的同阻值电阻替代小功率电阻，但反之则需要慎重考虑。
其它参数：
温度系数：描述电阻温度对其阻值产生的影响。
误差等级：描述生产出来的电阻与标称电阻的差别。
电阻的测量：
用模拟万用表测试电阻的阻值，一般布置如下：
1） 将表放置在目光的正前方，便于观测。
2） 将表档位调整到Ω的位置，将两表笔碰一下，同时注意观测表针是否运动。若不运动，则需要检测档位是否在"Ω"上或表笔连接是否正确。
3） 选择"Ω"的档位。一般的万用表有"R×1"、"R×10"、"R×100"、"R×1K"、"R×10K"等档位。我们在选择时，应选择使指针落在3-30的范围内。当小于3时，下调1档，当大于30时，上调一档。
4） 调零。我们在开始使用和档位转换时，都需要通过调整万用表上的"调零"旋钮将表针调整到"0"刻度的地方。这样才能保证万用表测量数据的准确。
5） 对于固定电阻的测量，是将表笔分别搭在电阻的两头充分接触。从正前方读取数据。将得到数据乘上档位的数字，就得到了该电阻的阻值。
6） 对于可调电阻，先按照上述方式测量固定端的阻值，这样就获得了该电阻的最大阻值。然后将一只表笔移至移动电阻的移动端，在观测的同时旋转或移动调节旋钮，注意观测表针是否连续变化的，否则则有可能是该电阻接触不良。
用数字表测量电阻：
基本流程与模拟表一样，只是不需要调零。另外它的检测档位与模拟表不同，要求你要更准确地落入量程范围内。 无论是使用那种万用表，我们都需要注意：
1） 测量时，不能有身体同时接触电阻两端的情况发生。这样会导致测量不准确，而且是电阻越大，影响也越大。想想为什么？
2） 对在线路板上的电阻，首先要先焊开一端，并且不要带电测量。