第一章 電子技術(shù)基礎(chǔ)知識

第一節(jié) 電路基本知識

1.電壓

大家都知道，水在管中之所以能流動，是因為有著高水位和低水位之間的差別而產(chǎn)生的一種壓力，水才能從高處流向低處。電也是如此，電流之所以能夠在導(dǎo)線中流動，也是因為在電流中有著高電動勢能和低電動勢能之間的差別。這種差別叫電動勢差，也叫電壓。換句話說，在電路中任意兩點之間的電位差稱為這兩點的電壓。通常用字母U代表電壓，電壓的單位是伏特（Volt），簡稱伏，用符號V表示。高電壓可以用千伏（kV）表示，低電壓可以用毫伏（mV）表示，也可以用微伏（μV）表示。電壓是產(chǎn)生電流的原因。

它們之間的換算關(guān)系是：

1kV=1000V；1V=1000mV；1mV=1000μV

2.電流

電流，是指電荷的定向移動。

電流的大小稱為電流強度（簡稱電流，符號為I），是指單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量，每秒通過1庫侖的電量稱為1安培（A）。安培是國際單位制中所有電性的基本單位。除了A，常用的單位有毫安（mA）、微安（μA）。

它們之間的換算關(guān)系是：

1A=1000mA；1mA=1000μA；1kA=1000A

3.電阻

電阻的外形如圖1-1所示。電阻主要用于控制和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，或用作消耗電能的負(fù)載。導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。不同的導(dǎo)體，電阻一般不同，電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。導(dǎo)體的電阻通常用字母R表示，電阻的單位是歐姆（Ohm），簡稱歐，符號是Ω。比較大的單位有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。

電阻器簡稱電阻，是所有電子電路中使用最多的元件。電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說它是一個耗能元件，電流經(jīng)過它就產(chǎn)生內(nèi)能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用。

他們的換算關(guān)系是：

1MΩ=1000kΩ；1kΩ=1000Ω

通常汽車電腦板中最常用電阻如圖1-1所示。其表示阻值的方法是數(shù)碼標(biāo)志法，即用三位數(shù)字標(biāo)示阻值。在三位數(shù)碼中，從左至右第一位、第二位數(shù)字表示電阻值的第一、二位有效數(shù)字，第三位數(shù)則表示有效數(shù)字后有幾個“0”，單位為Ω。例如標(biāo)識為“183”的電阻器其阻值則是18000Ω，而標(biāo)識為“120”的電阻器其阻值則是12Ω。

4.直流電與交流電

大小和方向都不隨時間變化的電流稱為直流電，又稱恒定電流。

交流電也稱“交變電流”，簡稱“交流”。一般指大小和方向隨時間作周期性變化的電流。交流電隨時間變化的形式可以是多種多樣的。不同變化形式的交流電其應(yīng)用范圍和產(chǎn)生的效果也是不同的，以正弦交流電應(yīng)用最為廣泛。

5.電位器

電位器是可變電阻器的一種。通常是由電阻體與轉(zhuǎn)動或滑動系統(tǒng)組成，即靠一個動觸點在電阻體上移動，獲得部分電壓輸出。

6.電容器

所謂電容器就是能夠儲存電荷的“容器”。只不過這種“容器”儲存的是一種特殊的物質(zhì)——電荷，而且其所存儲的正負(fù)電荷等量地分布于兩塊不直接導(dǎo)通的導(dǎo)體板上。至此，我們就可以描述電容器的基本結(jié)構(gòu)：兩塊導(dǎo)體板（通常為金屬板）中間隔以電介質(zhì)，即構(gòu)成電容器的基本模型。

電容器外形如圖1-2所示。

電容器具有只能通過交流電而不能通過直流電的特性，因此在電路中起耦合、濾波、旁路與延時作用。

電容器儲存電荷的能力叫做電容量，簡稱容量，基本單位是法拉，簡稱法（F）。在實際運用中常用微法（μF）、納法（nF）和皮法（pF）作單位。

他們之間的換算關(guān)系如下：

1F=106μF；1μF=1000nF；1nF=1000pF

電容器的耐壓值是指電容器在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，能夠正常連續(xù)工作時所能承受的最高電壓。額定工作電壓值一般直接標(biāo)注在電容器上。在使用中，加載電容器上的工作電壓應(yīng)低于電容器上所標(biāo)注的額定工作電壓。此外還應(yīng)注意，電容器上標(biāo)明的額定工作電壓，一般都是指電容器的直流工作電壓，當(dāng)將電容器用在交流電路中，則應(yīng)使所加的交流電壓的最大值（峰值）不能超過電容器上所標(biāo)明的電壓值。

汽車中各種電容器的主要參數(shù)如表1-1所示。

7.電感器

電感器又稱電感線圈，簡稱電感。電感器與電容器一樣，是一種儲能元件。電感器的主要作用有阻流、調(diào)諧與選頻、濾波和耦合。

8.二極管

二極管外形如圖1-3所示。二極管的管芯是一個PN結(jié)，由P區(qū)接出的引線為二極管的正極，由N區(qū)接出的引線為二極管的負(fù)極，用管殼封裝后就制成二極管。二極管具有單向?qū)щ娦裕请娮又谱髦薪?jīng)常使用的一種半導(dǎo)體器件。

二極管按用途可分為整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管等。

整流二極管可使交流變?yōu)橹绷鳎粰z波二極管可過濾掉無用信息，保留有用信息；穩(wěn)壓二極管可穩(wěn)定脈動電壓。

9.三極管

三極管外形如圖1-4所示。晶體三極管是由2個PN結(jié)構(gòu)成，這兩個PN結(jié)分別稱為發(fā)射結(jié)和集電結(jié)。三極管分為三個區(qū)域，有三個電極。三個區(qū)域分別叫做集電區(qū)、基區(qū)、發(fā)射區(qū)，每個區(qū)域分別引出一根導(dǎo)線作為電極，它們分別是集電極c、基極b、發(fā)射極e。發(fā)射極的摻雜濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于集電區(qū)；集電結(jié)的面積比發(fā)射極的面積大，有利于發(fā)射區(qū)發(fā)射載流子和集電區(qū)吸收載流子；基區(qū)的特點是摻雜濃度特別低，而且基區(qū)也很薄，這樣能使三極管具有較大的電流放大作用。

10.場效應(yīng)管

場效應(yīng)管外形如圖1-5所示。場效應(yīng)三極管通常簡稱為場效應(yīng)管，是一種受電壓控制的半導(dǎo)體器件，它利用外加電壓產(chǎn)生的電場強度來控制其導(dǎo)電能力，而普通晶體管的工作是受電流控制。和普通晶體管相比較，場效應(yīng)管具有輸入阻抗高、噪聲低、動態(tài)范圍大、功耗小、易于集成。

11.晶體振蕩器

晶體振蕩器如圖1-6所示。振蕩器是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器，被廣泛應(yīng)用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時鐘信號和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號。

其作用主要是產(chǎn)生脈沖信號。