科創(chuàng)制作常用電子元器件介紹

一、基本元件

1.電阻器（電阻）

電阻，英文名resistance，通常縮寫為R，它是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì)，與導(dǎo)體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。歐姆定律標(biāo)準(zhǔn)式為，I=U/R，那么R=U/I，電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母“Ω”表示，有這樣的定義：導(dǎo)體上加上1V（伏特）特電壓時(shí)，產(chǎn)生1A（安培）電流所對(duì)應(yīng)的阻值就是1Ω（歐姆）。歐姆常簡(jiǎn)稱為歐。表示電阻阻值的常用單位還有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。電阻的主要職能就是阻礙電流流過。

（1）電阻器的種類

電阻器的種類有很多，通常分為三大類：固定電阻，可變電阻，特種電阻。固定電阻以其制造材料又可分為很多類。電阻器當(dāng)然也有功率之分，電子產(chǎn)品和制作實(shí)驗(yàn)中使用最多的是1/8W（瓦）和1/16W（瓦）的色環(huán)碳膜電阻，再者就是微型片狀電阻。

（2）電阻器的標(biāo)識(shí)

國(guó)際上慣用“色環(huán)標(biāo)注法”。事實(shí)上，色環(huán)電阻占據(jù)著電阻器元件的主流地位。色環(huán)電阻顧名思義，就是在電阻器上用不同顏色的環(huán)來表示電阻器的規(guī)格。有的是用４個(gè)色環(huán)表示，有的用５個(gè)。有區(qū)別么？是的。４環(huán)電阻，一般是碳膜電阻，用３個(gè)色環(huán)來表示阻值，用 １個(gè)色環(huán)表示誤差。５環(huán)電阻一般是金屬膜電阻，為更好地表示精度，用４個(gè)色環(huán)表示阻值，用1個(gè)色環(huán)表示誤差。

（3）可變電阻

可變電阻又稱為電位器，電子設(shè)備上的音量電位器就是個(gè)可變電阻。但是一般認(rèn)為電位器都是可以被手動(dòng)調(diào)節(jié)的，而可變電阻一般都較小，裝在電路板上不經(jīng)常調(diào)節(jié)。可變電阻有三個(gè)接線端子（引腳），其中兩個(gè)引腳之間的電阻值固定，并將該電阻值稱為這個(gè)可變電阻的阻值。第三個(gè)引腳與這兩個(gè)引腳間的電阻值可以隨著軸臂的旋轉(zhuǎn)而改變，這樣，就可以達(dá)到調(diào)節(jié)電路中的電壓或電流的目的。

（4）特種電阻

① 光敏電阻是一種電阻值隨外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化的元件，光照越強(qiáng)電阻值越小，光照越弱電阻值越大。利用這一特性，可以制作各種光控的小電路。事實(shí)上，街邊的路燈大多是用光控開關(guān)自動(dòng)控制的，其中一個(gè)重要的元器件就是光敏電阻（或者是光敏三極管）。光敏電阻是在陶瓷基座上沉積一層硫化鎘（CdS）膜制成的，實(shí)際上也是一種半導(dǎo)體元件。聲控樓道燈在白天不會(huì)點(diǎn)亮，也是因?yàn)楣饷綦娮柙谄鹱饔谩Ｎ覀兛梢杂霉饷綦娮柚谱麟娮訄?bào)曉雞，天亮?xí)r它就會(huì)“喔喔”叫哦。

② 熱敏電阻是一種特殊的半導(dǎo)體器件，它的電阻值隨著其表面溫度的高低而變化。

2.電容器

制作實(shí)驗(yàn)中需要用到各種各樣的電容器，通常簡(jiǎn)稱其為電容，用字母C表示。顧名思義，電容器就是“儲(chǔ)存電荷的容器”。盡管電容器品種繁多，但它們的基本結(jié)構(gòu)和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(zhì)（固體、氣體或液體）所隔開，就構(gòu)成了電容器。兩片金屬稱為電極板，中間的物質(zhì)叫做介質(zhì)。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見的是固定容量的電容，最多見的是電解電容和瓷片電容。

不同的電容器儲(chǔ)存電荷的能力也不相同。規(guī)定把電容器外加1V（伏特）直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉（F）。但實(shí)際上，法拉是一個(gè)很不常用的單位，因?yàn)殡娙萜鞯娜萘客?法拉小得多，常用的有微法（μF）、納法（nF）、皮法（pF，皮法又稱微微法）等，它們的關(guān)系是：

1法拉（F）=1000000微法（μF）

1微法（μF）= 1000納法（nF）= 1000000皮法（pF）

在電子線路中，電容用來通過交流而阻隔直流，也用來存儲(chǔ)和釋放電荷以充當(dāng)濾波器，平滑輸出脈動(dòng)信號(hào)。小容量的電容，通常在高頻電路中使用，如收音機(jī)、發(fā)射機(jī)和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲(chǔ)電荷用。一般1μF以上的電容均為電解電容，而1μF以下的電容多為瓷片電容，當(dāng)然也有其他的，如獨(dú)石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容，里面充滿了電解質(zhì)，并引出兩個(gè)電極，作為正（+）、負(fù)（-）極，與其他電容器不同，電解電容的兩個(gè)電極在電路中的極性不能接錯(cuò)，而其他電容則沒有極性。

電子電路中，只有在電容器充電過程中才有電流流過，充電過程結(jié)束后，電容器是不能通過直流電的，在電路中起著“隔直流”的作用。電路中，電容器常被用作耦合、旁路、濾波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流電為什么能夠通過電容器呢？我們先來看看交流電的特點(diǎn)：交流電不僅方向往復(fù)交變，它的大小也在按規(guī)律變化。電容器接在交流電源上，電容器連續(xù)地充電、放電，電路中就會(huì)流過與交流電變化規(guī)律一致的充電電流和放電電流。

3.電感器

電感器在制作實(shí)驗(yàn)中雖然使用得不是很多，但它們?cè)陔娐分型瑯又匾ｋ姼衅骱碗娙萜饕粯樱彩且环N儲(chǔ)能元件，它能把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能，并在磁場(chǎng)中儲(chǔ)存能量。電感器用符號(hào)L表示，它的基本單位是亨利（H），常用的是毫亨（mH）。它經(jīng)常和電容器一起工作，構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器等。另外，人們還利用電感的特性，制造了阻流圈、變壓器、繼電器等。

電感器的特性與電容的特性正好相反，它具有阻止交流電通過而讓直流電通過的特性。

二、半導(dǎo)體器件

半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)，它不像導(dǎo)體一樣能夠完全導(dǎo)電，又不像絕緣體那樣不能導(dǎo)電，它介于兩者之間，所以稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體最重要的兩種元素是硅（讀“gui”）和鍺（讀“zhe”）。

1.二極管

二極管最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦裕褪钦f電流只能從一邊過去，卻不能從另一邊過來（從正極流向負(fù)極）。

二極管有兩個(gè)電極，并且分為正、負(fù)極，一般極性標(biāo)示在二極管的外殼上。

二極管的類型有很多種，對(duì)于制作實(shí)驗(yàn)來說，常常用到的二極管有：用于穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管，用于數(shù)字電路的開關(guān)二極管，用于調(diào)諧的變?nèi)荻O管，以及光電二極管、發(fā)光二極管等。

發(fā)光二極管在日常生活電器中無處不在，它能夠發(fā)光，有紅色、綠色和黃色等，有直徑3mm、5mm和2mm×5mm長(zhǎng)方形的。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由半導(dǎo)體材料制成的，也具有單向?qū)щ姷男再|(zhì)，即只有接對(duì)極性才能發(fā)光。發(fā)光二極管符號(hào)比一般二極管多了兩個(gè)箭頭，示意能夠發(fā)光。

注意：發(fā)光二極管是一種電流型器件，在它的兩端直接接上3V的電壓后能夠發(fā)光，但容易損壞，在實(shí)際使用中一定要串接限流電阻，工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為1～30mA。另外，由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般在1.7V以上，所以一節(jié)1.5V的電池不能點(diǎn)亮發(fā)光二極管。

觀察發(fā)光二極管，可以看到其內(nèi)部的兩個(gè)電極一大一小。一般來說，電極較小、個(gè)頭較矮的是發(fā)光二極管的正極，電極較大的是負(fù)極。若是新買來的發(fā)光二極管，較長(zhǎng)的管腳是正極。

2.三極管

半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，它是電子電路中重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個(gè)電極。二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個(gè)電極稱為三極管的基極（用字母B表示），另外兩個(gè)電極稱為集電極（用字母C表示）和發(fā)射極（用字母E表示）。由于不同的組合方式，有NPN型的三極管和PNP型的三極管之分。

三極管的種類很多，并且不同型號(hào)各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝。三極管的電路符號(hào)有兩種：有一個(gè)箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型三極管。實(shí)際上箭頭所指的方向就是電流的方向。

三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)三極管的基極上加一個(gè)微小的電流時(shí)，在集電極上可以得到一個(gè)是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。 三極管還可以作電子開關(guān)，配合其他元件還可以構(gòu)成振蕩器。

3.集成電路

集成電路是一種采用特殊工藝，將晶體管、電阻、電容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文縮寫為IC，俗稱芯片。

三、其他元器件

1.蜂鳴器

有源蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”表示。

2.壓電陶瓷

壓電陶瓷片也是一種發(fā)聲元件，它利用壓電效應(yīng)工作，既可以作發(fā)聲元件又可以作接收聲音的元件。而且它很便宜，生日卡上的發(fā)聲元件就是它。壓電陶瓷片是在圓形銅底板上涂覆了一層厚約1mm的壓電陶瓷，再在陶瓷表面沉積一層涂銀層，涂銀層和銅底板就是它的兩個(gè)電極。壓電陶瓷有一個(gè)奇妙的特性——壓電效應(yīng)：如將它彎曲，它的表面就會(huì)出現(xiàn)異種電荷，如反向彎曲，電荷的極性也會(huì)相反。更奇妙的是如果在壓電陶瓷片的兩個(gè)電極上施加一定的電壓，它就會(huì)發(fā)生彎曲，當(dāng)電壓方向改變時(shí)，彎曲的方向也隨之改變。壓電陶瓷片連接電路時(shí)，一般采用多股軟線，先剝頭搪錫，焊接時(shí)要求速度快，焊點(diǎn)小，否則容易損壞壓電陶瓷片的鍍銀層。

3.干簧管

干簧管是一種磁敏的特殊開關(guān)。它的兩個(gè)觸點(diǎn)由特殊材料制成，被封裝在真空的玻璃管里，只要用磁鐵接近它，干簧管兩個(gè)觸點(diǎn)就會(huì)吸合在一起，使電路導(dǎo)通。因此，干簧管可以作為傳感器用，用于計(jì)數(shù)、限位等。有一種自行車公里計(jì)，就是在輪胎上粘上磁鐵，在一旁固定上干簧管構(gòu)成的。將干簧管裝在門上，可作為開門時(shí)的報(bào)警、問候等。

4.電池

電池有兩個(gè)常用的參數(shù)，分別為電壓和容量。電壓主要取決于正、負(fù)極的材料。一般的干電池，電壓均為1.5V，而充電電池的電壓為1.2V。容量就是容納多少電量，用放電電流和放電時(shí)間的乘積表示。例如容量為500mA·h的電池，是指該電池用500m·A的電流放電，能使用1h。顯然，如果用 250mA的電流放電，就能使用2h，以此類推。

科創(chuàng)制作中，常用的電池是鋅錳電池，也稱普通干電池。鋅錳電池，標(biāo)稱電壓1.5V，價(jià)格便宜，但是連續(xù)放電性差，不適合大電流放電，而且不能充電，只適用于一些小電流的電子電路。鋅錳電池有一個(gè)奇怪的特性，間歇放電的時(shí)間之和比連續(xù)放電的時(shí)間要長(zhǎng)，這是一個(gè)使用它的小竅門啊！

普通干電池外殼上標(biāo)的符號(hào)含義：R6C表示高功率電池，R6P表示高功率電池，LR6表示堿性電池。