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第三节 电子元件

一、电阻器

1.电阻的基本知识

电阻是导体本身具有的属性,用字母R表示。常见固定电阻器图形符号如图1-15所示。

图1-15 常见固定电阻器图形符号

2.电阻器的分类

电阻器是利用金属材料对电流起阻碍作用的特性制成,电阻器通常被称为电阻。

按结构形式分为固定电阻器、可变电阻器(可调电阻器、电位器)。

按制作材料分为碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、线绕电阻器。

按用途分为精密电阻器、高频电阻器、熔断电阻器、敏感电阻器。

(1)碳膜电阻器,如图1-16所示。碳膜电阻器是采用碳膜作为导电层,将通过真空高温热分解出的结晶碳沉积在柱形或管形陶瓷骨架上制成的。

图1-16 碳膜电阻器

(2)金属膜电阻器,如图1-17所示。金属膜电阻器是采用金属膜作为导电层,用高真空加热蒸发等技术,将合金材料蒸镀在陶瓷骨架上制成,经过切割调试阻值,以达到最终要求的精密阻值。

图1-17 金属膜电阻器

(3)金属氧化膜电阻器,如图1-18所示。金属氧化膜电阻器是用锑和锡等金属盐溶液喷雾到炽热的陶瓷骨架表面上沉积后制成的。

图1-18 金属氧化膜电阻器

(4)绕线电阻器,如图1-19所示。线绕电阻器是用电阻丝绕在绝缘骨架上再经过绝缘封装处理而成的一类电阻器,电阻丝一般采用一定电阻率的镍铬、锰铜等合金制成,绝缘骨架一般采用陶瓷、塑料、涂覆绝缘层的金属骨架。

图1-19 线绕电阻器

(5)水泥电阻器,如图1-20所示。水泥电阻器是线绕式电阻器的一种。

图1-20 水泥电阻器

(6)熔断电阻器,如图 1-21 所示,图形符号如图 1-22 所示。熔断电阻器又称熔体,是一种具有起电阻和熔丝双重功能的元件。

图1-21 熔断电阻器

图1-22 熔断电阻器图形符号

3.常见可变电阻器的图形符号、实物

常见可调电阻器(电位器)见表1-2,称为可变电阻器或电位器,分为半可调电阻器和电位器。

表1-2 常见可调电阻器

续表

4.识读电阻器的电阻值

(1)直标法。直标法一般用数字和单位符号直接标称电阻值并标注在电阻器上,如图1-23所示。图1-23(a)表示100W、2Ω。图1-23(b)表示5W、51Ω。图1-23(c)表示220Ω。图1-23(d)表示100kΩ。

图1-23 电阻直标法

(2)文字符号法。文字符号法是用数字和单位符号组合在一起表示的。文字符号前面的数字表示整数阻值。文字符号后面的数字表示小数点后面的小数阻值。电阻单位的文字符号见表1-3。电阻允许误差的文字符号见表1-4。图1-24(a)所示的“5W2R2J”表示5W、2.2Ω,允许误差±5%。图1-24(b)所示的“25W7K5J”表示25W、7.5kΩ,允许误差±5%。

表1-3 电阻单位的文字符号

表1-4 电阻允许误差的文字符号

图1-24 电阻文字符号法

(3)数码法。数码法是在电阻器上用三位数码表示标称值的标注方法。图1-25(a)所示的“103”表示10×103Ω,图1-25(b)所示的“202”表示20×102Ω。

图1-25 电阻数码法

(4)色标法。色标法是用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差见表1-5。

表1-5 电阻器色环符号对照表

① 四色环电阻器两位有效数字的色标法,如图 1-26 所示,从左至右色环依次为橙、白、棕、金,前两位是有效数字,第3位是倍率,第4位是允许误差。其阻值是39×101Ω,也就是390Ω,允许误差±5%。

图1-26 四色电阻器色标法

② 五色环电阻器三位有效数字的色标法,如图1-27所示,从左至右色环依次为紫、黄、黑、黑、棕,前三位是有效数字,第 4 位是倍率,第 5 位是允许误差,其阻值是740×100Ω,也就是740Ω,允许误差±1%。

图1-27 五色环电阻器色标法

二、电容器

1.电容器与电容

电容器简称电容,任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以构成电容器。这两个导体称为电容器的两个极板,中间的绝缘材料称为电容器的介质。固定电容器是容量不可改变的电容器。电容器的电路图形符号如图1-28所示,文字称号为C。

图1-28 电容器的电路图形符号

电容器最基本的特性是能够储存电荷,电路如图1-29所示。

电容器所储存的电荷量与两极板间电压的比值是一个常数,称为电容器的电容量,简称电容,用字母C表示。用公式表示为

图1-29 电容器电路

电容量的单位是法拉,简称法,用符号F表示。常用的是远远小于法拉的单位微法(μF)和皮法(pF)。

1μF=10-6F

1pF=10-12F

2.电容器的分类

按结构形式分:固定电容器、可变电容器、半可变电容器。

按有无极性分:无极性电容器、有极性电容器。

按介质材料分:纸介电容器、瓷片电容器、云母电容器、涤纶电容器、聚苯乙烯电容器、玻璃釉电容器。

3.有极性电容器的识别

(1)铝电解电容器(见图1-30)。铝电解电容器是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极而制成的电容器。适用于低频电路中,常用于交流旁路和滤波。

图1-30 铝电解电容器

(2)钽电解电容器(见图1-31)。钽电解电容器是以金属钽作为正电极的电容器,用稀硫酸等配液做负极,用钽表面生成的氧化膜做介质制成。适用于高精密的电子电路。

图1-31 钽电解电容器

(3)铌电解电容器(见图1-32)。铌电解电容器是以金属铌作为正电极的电容器,用稀硫酸等配液做负极,用铌表面生成的氧化膜做介质制成。适用于高精密的电子电路。

图1-32 铌电解电容器

4.无极性电容器的识别

(1)纸介电容器(见图1-33)。纸介电容器是以两条铝箔作为电极,中间以电容纸隔开铝箔电极,卷绕而成的电容器。一般适用低频电路。

图1-33 纸介电容器

(2)陶瓷电容器(见图1-34)。陶瓷电容器以陶瓷材料作为介质,在陶瓷上覆银制成电极,并在外层涂以各种颜色的保护漆。它又分高频瓷介电容器(CC)和低频瓷介电容器(CT)两种,适用于高、低频电路。

图1-34 陶瓷电容器

(3)涤纶(聚酯)电容器(见图1-35)。涤纶电容器是以涤纶薄膜作为介质,用金属箔或金属化薄膜作为电极制成的电容器。适用于稳定性要求不高的电路。

图1-35 涤纶电容器

(4)云母电容器(见图1-36)。云母电容器是以云母作为介质的电容器,用金属箔或者在云母上喷涂银做电极板,极板和云母层叠后封固制成的电容器,适用于高频线路。

图1-36 云母电容器

(5)聚苯乙烯电容器(见图1-37)。聚苯乙烯电容器以聚苯乙烯薄膜为介质,以金属箔或金属化薄膜当电极制成的电容器,适用于高频电路。

图1-37 聚苯乙烯电容器

(6)玻璃釉电容器(见图1-38)。玻璃釉电容器以玻璃釉粉为介质,将玻璃釉粉压制成薄片,通过调整釉粉的比例,可以得到不同性能的电容器。适用于半导体电路和小型电子仪器中的交、直流电路或脉冲电路。

图1-38 玻璃釉电容器

5.可变电容器的图形符号和外形

可变电容器是容量可以改变的电容器,见表1-6。

表1-6 可变电容器

6.识读电容器的电容量

(1)直标法。电容器的各种参数直接用数字标注在电容器上的表示方法,如图1-39所示。其中图1-39(a)读数是4700μF,图1-39(b)读数是18pF,而图1-39(c)读数由于小于1,单位要更换成μF,所以读数是0.033μF。

图1-39 电容器直标法

(2)文字符号法。文字符号法是由数字和字母相结合表示电容器的容量,文字符号前面的数字表示整数值,字母符号后面的数字表示小数点后面的小数值,容量单位标志符号所在位置为小数点的位置,如图1-40所示,表示读数是4.7nF。

图1-40 电容器文字符号法

(3)数码法。标称容量一般用三位数字来表示容量的大小,前二位数字表示有效数字,第三位数字表示指数,即零的个数,单位为pF,如图1-41所示,其中图1-41(a)的读数为22×104pF,图1-41(b)的读数为10×104pF。

图1-41 电容器数码法

(4)色标法。色标法是用不同颜色的带或点在电容器表面标出标称容量和允许误差。电容器的色码一般只有三环,前二环色码表示有效数字,第三环色码表示倍率,标称容量单位为pF,如图1-42所示。

图1-42 电容器色标法

7.识别电容器的极性

对于有极性的电容器,可以从外观识别其正、负极性。

(1)未使用过的电解电容器以引线的长短来区分电容器的正、负极,长引线为正极,短引线为负极,如图1-43所示。

(2)也可以通过电容器外壳标注来区分,如有些电容器外壳标注负号对应的引线为负极,如图1-44所示。

图1-43 以引线的长短来区分电容器的正、负极

图1-44 通过电容器外壳标注来区分

8.电容器的检测

可用万用表判断电解电容器的正、负极性,如图1-45所示。

(1)选择量程。

(2)将万用表的红、黑表笔任意搭接电容器的两电极,测得其漏电电阻的大小。

(3)将电容器两个电极短路进行放电。

(4)交换万用表的红、黑表笔再次进行测量,测得漏电电阻的大小。

(5)比较两次测得的漏电电阻大小,则漏电电阻阻值大的那次,黑表笔所接为电容器的正极,红表笔为电容器的负极。

图1-45 万用表检测电解电容器正、负极性

可用万用表检测电容器质量。

(1)如果万用表指针不动,则说明电容器内部断路(见图1-46),或者电容器容量太小,充放电电流太小,不足以让指针偏转。

(2)如果万用表的指针向右偏转到零刻度后,不再向左回归,则说明电容器内部短路(见图1-47)。

(3)如果万用表的指针不能回归到无穷大刻度,而是停在阻值小于500kΩ的刻度处,则说明电容漏电严重(见图1-48)。

图1-46 电容器内部断路

图1-47 电容器内部短路

图1-48 电容器漏电

9.电容器的主要参数

(1)电容器的额定电压。电容器的额定电压是指在一定温度控制范围内,电容器连续工作所能承受的最大电压。

(2)电容器的标称容量。电容器的标称容量是指电容器表面所标的容量。它表征了电容器储存电荷的能力,是电容器的重要参数。

三、电感器

1.电感器基本知识

电感器是用绝缘导线绕成一匝或多匝以产生一定自感量的电子元件,常称电感线圈,简称线圈。电感器是电子电路中常用的元器件之一。电感器是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件,在电路中用字母“L”表示。电感的单位是亨利,用符号 H 表示。常用单位有毫亨(mH)、微亨(μH)。常见电感器见表1-7。

1H=103mH=106μH

表1-7 常见电感器

2.电感器分类

按结构形式分:固定电感器、可调电感器。

按导磁体性质分:空心电感器、磁心电感器、铁心电感器、铜心电感器。

按绕线结构分:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

按用途分:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

(1)空心电感器又称空心电感线圈,由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,绝缘管是空心的,如图1-49所示。空心电感器图形符号如图1-50所示。

图1-49 空心电感器

图1-50 空心电感器图形符号

(2)磁心电感器又称磁心电感线圈,由漆包线环绕在磁心或磁棒上制成,如图1-51所示。磁心电感器图形符号如图1-52所示。

(3)铁心电感器又称铁心电感线圈。铁心电感器由漆包线环绕在铁心上制成,如图1-53所示。铁心电感器图形符号如图1-54所示。

(4)可调电感器又称可调电感线圈,是在线圈中加装磁心,并通过调节其在线圈中的位置来改变电感量,如图1-55所示。可调电感器图形符号如图1-56所示。

图1-51 磁心电感器

图1-52 磁心电感器图形符号

图1-53 铁心电感器

图1-54 铁心电感器图形符号

图1-55 可调电感器

图1-56 可调电感器图形符号

3.识读电感器的电感量

(1)直标法是指在小型固定电感器的外壳上直接用文字标注出电感器的主要参数,如电感量、误差值、最大直流工作电流等。用字母A(50mA)、B(150mA)、C(300mA)、D(700mA)、E(1600mA)表示额定电流。用Ⅰ(±5%)、Ⅱ(±10%)、Ⅲ(±20%)表示允许误差,如图1-57所示。小型固定电感器的工作电流与字母的对应关系见表1-8。

图1-57 电感器直标法

表1-8 小型固定电感器的工作电流与字母的对应关系

图1-58 电感器数码法

(2)数码法是在电感器上采用三位数码表示标称电感值的方法。数码从左到右,第一位、第二位表示电感的有效值,第三位表示指数,即零的个数,小数点用R表示,单位为微亨(μH),如图1-58所示。其中图1-58(a)读数为47×102μH,图1-58(b)读数为22×103μH。

(3)色标法是指在电感器的外壳上涂各种不同颜色的环,用来标注其主要参数。电感器色标法的数字与颜色的对应关系和色环电阻色标法相同,如图1-59所示。图1-60所示为色码电感器。

图1-59 电感器色标法

图1-60 色码电感器

4.检测电感器

(1)检查外观。

(2)检测电感器直流电阻,如图1-61所示。

图1-61 测量电感器直流电阻

(3)检查绝缘,如图1-62所示。

图1-62 测量线圈引线与铁心或金属屏蔽罩之间的电阻