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適用于電子初學(xué)者的基本術(shù)語

來源: | 發(fā)布日期:2022-11-29


適用于電子初學(xué)者的基本術(shù)語

適用于電子初學(xué)者的基本術(shù)語

了解電子學(xué)基礎(chǔ)知識對某些人來說可能是一項艱巨的任務(wù),而其他人則發(fā)現(xiàn)掌握電流和電壓概念非常容易。本指南將逐一介紹電子學(xué)的每個基本概念,并確保你理解并深入了解每個主題而不會感到厭煩。讓我們開始吧!

初學(xué)者電子學(xué)—基本術(shù)語

在深入研究基本術(shù)語之前,你必須了解什么是電荷,有兩種類型,正極和負(fù)極。同性電荷相斥,異性電荷相吸。每個原子都有正電荷和負(fù)電荷,正電荷在原子核內(nèi)部,稱為質(zhì)子,而負(fù)電荷,稱為電子,位于原子核周圍的軌道上。

電荷

這些電子要么留在軌道內(nèi),要么作為自由/移動電子移動,具體取決于它們所屬的元素類型。如果你查看周期表,請注意元素分為三類;金屬、半導(dǎo)體和非金屬。金屬元素具有移動的電子,這就是它們被稱為導(dǎo)體的原因,而非金屬則緊緊抓住它們的電子,因此使它們成為不良導(dǎo)體。

電流

那什么是電流呢?它是電荷的流動速率,這意味著如果你計算一秒鐘內(nèi)通過電線內(nèi)一個點的電荷數(shù),那么你將得到流過它的電流量。

適用于電子初學(xué)者的基本術(shù)語。

電路中電流的方向是什么?電子流動的路徑稱為電流,而常規(guī)的是相反的方向。你可能會說這是正電荷的流動。在電路中,傳統(tǒng)的電流路徑是從電池的正極到負(fù)極,如下圖所示。

電壓

兩點之間的電荷差被定義為電壓。為了更好地理解它,請考慮能量類比。如果一個球出現(xiàn)在山頂上,與它滾下并到達(dá)底部后剩下的能量相比,它具有大量的勢能。在此過程中,球會失去動力以換取完成一些功。同樣,電子在電路中移動時會經(jīng)歷能量變化。兩點之間的能量差稱為電壓。

歐姆定律與電路中的電壓和電流有關(guān)。這是它的內(nèi)容:

V=IR

其中V是以伏特為單位的電壓,I是以安培為單位的電流,R是以歐姆為單位的電阻。

我們將在下一節(jié)詳細(xì)介紹電阻器。下面的電路演示了如何測量電阻器兩點之間的電壓。

如何測量電阻器兩點之間的電壓

功率

通常,功率定義為能量傳輸速率。我們都知道能量不能被破壞,但它可以從一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。例如,當(dāng)一塊石頭滾下山坡時,勢能轉(zhuǎn)化為動能;這種傳輸發(fā)生的速度有多快是衡量功率的另一種方法。

在電子學(xué)中,電能被轉(zhuǎn)換為其他形式的能量,反之亦然。例如,當(dāng)電池供電時,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。同樣,燈泡點亮是將電能轉(zhuǎn)化為光能的結(jié)果。

總而言之,我們可以說電功率是電能的傳輸速率。從數(shù)學(xué)上講,功率是電壓和電流的乘積,表示為:

P=VI

其中P是以瓦特為單位的功率,V是以伏特為單位的電壓,I是以安培為單位的電流。

ohm

考慮上面顯示的電路。我們可以使用上面提到的等式來計算負(fù)載消耗的功率。我們需要知道電壓和電流的值。為了計算電流,我們將使用歐姆定律。重新排列歐姆定律方程,我們得到:

I= V / R

= 9V/ 10Ω = 0.9 安

現(xiàn)在我們可以計算出電阻消耗的功率為:

P=VI

        =(9)(0.9)

P = 8.1W

10Ω 電阻消耗的功率為 8.1 瓦,這是該電路中電能的傳輸速率。

交流和直流

你一定聽說過有兩種類型的電路;交流和直流。什么是交流電和直流電?您如何區(qū)分這些術(shù)語?

AC 代表“交流電”,而 DC 代表“直流電”。在直流電路中,電流僅沿一個方向流動,而在交流電路中,它會在固定的時間間隔后改變方向。這允許兩個電路表現(xiàn)出不同的特性并服務(wù)于各種應(yīng)用。

直流電主要用于數(shù)字和邏輯電路,而交流電則存在于我們家庭的電氣系統(tǒng)中。由于交流電周期性地改變其方向,因此它被表示為具有特定頻率和振幅的正弦波。直流電被描述為一個恒定的水平,一條直線,因為它不會變化。

直流電和交流電

現(xiàn)在你已經(jīng)了解了電子學(xué)的基本詞匯,讓我們來看看一些常見的電路元件,看看它們是如何工作的。

電阻器

電阻器是電子電路的基本元件。它對受歐姆定律支配的電流產(chǎn)生反作用力,這種反作用力可幫助設(shè)計人員根據(jù)他們的要求設(shè)置電路中的電流值。例如,如果你正在處理需要較少電流的電路,則必須在電路中引入高電阻值。  

原理圖符號表示

電阻符號

電阻包的類型

 不同封裝類型貼片電阻

電阻器有不同類型的封裝。它們可分為 SMD(表面貼裝器件)和軸向電阻器。SMD 電阻器通常用于 PCB 和電子設(shè)備設(shè)計中。這些電阻器由數(shù)字代碼區(qū)分,稱為英制代碼,指的是 SMD 電阻器的尺寸。

一些常見的 SMD 電阻示例是 0603 和 0805。0603 轉(zhuǎn)換為 0.06 英寸的長度和 0.03 英寸的寬度。同樣,代碼 0805 表示長度為 0.08 英寸,寬度為 0.05 英寸。SMD 電阻器尺寸轉(zhuǎn)換為不同的額定功率,例如,0603 電阻器的額定值為 0.10 瓦,而 0805 的額定值為 0.125 瓦。其他帝國代碼包括 0201、0402、1206、1210、1812、2010 和 2512。

另一方面,學(xué)生和愛好者常用的圓柱形電阻器是軸向電阻器。它們具有顏色編碼方案,使我們無需使用萬用表測量即可確定電阻值。軸向電阻器有不同的類型,包括碳膜、金屬膜、線圓和碳成分。  

電阻

顏色編碼

起初,電阻器顏色編碼方案對您來說似乎有點困難,但是當(dāng)您深入研究電子產(chǎn)品時,您會發(fā)現(xiàn)它非常容易理解。每個軸向電阻都有四個色帶,其中三個表示電阻值,第四個表示電阻的容差值,顏色為銀色或金色。

讀取電阻值時,始終保持右側(cè)的公差帶并從左側(cè)讀取顏色。下表顯示了每種顏色代表的值。

電阻器

考慮一個具有棕色、黑色、橙色和金色條紋的電阻器。解碼它的阻值,我們看上表。棕色對應(yīng)第一位,即1,黑色對應(yīng)0,即第二位。這使它成為 10。然后,橙色代表乘數(shù);103,金色代表5%的公差。這會產(chǎn)生 10kΩ 的電阻值,容差為 5%。

并聯(lián)與串聯(lián)

你可以通過兩種主要方式連接兩個或多個電阻器;串聯(lián)和并聯(lián)。串聯(lián)連接是將兩個電阻器一個接一個地連接起來,而并聯(lián)連接是將一個電阻器的兩端連接到另一個電阻器的兩端。下面的電路圖顯示了如何串聯(lián)和并聯(lián)連接兩個電阻。

電阻的并聯(lián)與串聯(lián)

在并聯(lián)連接中,來自電池的電流 I 分為兩個電流 I1 和 I2。通過并聯(lián)電阻后,這些獨立的電流再次匯合形成電流 I,流回電池。兩個電阻兩端的電壓保持不變。因此,您應(yīng)該記住,在并聯(lián)電阻器中,電流分流,而電壓保持不變。

并聯(lián)電阻的總電阻值使用以下公式計算:

R(總計)=(1/ R1 +1/ R2)^- 1

在上圖中,我們有電阻值分別為 10kΩ 和 1kΩ 的電阻器 R1 和 R2。我們可以計算總電阻為:

R(總計)=(1/ 1 10k +1/ 1 1k)^ -1

R(總計)=((10k+1k)/ 10k)^- 1

R(總計)=(11k/ 10k)^- 1

R(總計)=(10k/ 11k)

R(總計)= 0.9kΩ

然而,在串聯(lián)連接中,流過電阻器的電流在分壓時保持不變。串聯(lián)電阻的總值可以通過簡單地將各個電阻值相加來計算。

R(總計)=R1+R2

使用電路圖中的值,我們可以將總電阻計算為:

R(總計)=10k+1k

R(總計)=11kΩ

電容器

電子電路中第二常見的元件是電容器。它是一種電荷存儲設(shè)備,由兩個平行的金屬板制成,由介電層隔開。金屬板帶有相反的電荷并具有存儲電荷的能力。電容器通常用于耦合和去耦目的,作為電荷儲存器,并為電壓波形提供舒緩效果。

有兩種類型的電容器,極化和非極化。您需要以與其極性互補的方式連接極化電容器。他們的一條腿標(biāo)有“+”號,而另一條腿標(biāo)有“-”號。電容器的正極必須始終連接到電源的正極。負(fù)極腿必須與電源的負(fù)極端子連接。

并聯(lián)與串聯(lián)

與電阻器一樣,您也可以串聯(lián)或并聯(lián)電容器,具體取決于您的應(yīng)用。電容以法拉為單位測量,電容的總值在兩種配置中變化不同。讓我們一一查看每個設(shè)置。

要計算并聯(lián)電容器的總電容,我們只需將這些值相加即可。

電容并聯(lián)與串聯(lián)

C(總計)=C1+C2

C(總計)=100μF+10μF

C(總計)=110μF

但是,假設(shè)電容器串聯(lián)連接。在那種情況下,它們的電容值先取反,然后相加,然后再往復(fù),就像我們并聯(lián)計算電阻器的電阻一樣。

電路

C(總計)=(1/ C1 + 1/ C2)^- 1

C(總計)=(1/ 100μF + 1/ 10μF)^ -1

C(總計)=(11μ/ 100μ)^ -1

C(總計)= 100 / 11

C(總計)=9.09uF

通孔與 SMD

電子元件有不同類型的封裝,主要有通孔和SMD。您可以將通孔部件固定在面包板和原型板上,因為它們具有很長的導(dǎo)電腿,可以輕松插入。這就是它們被稱為通孔器件的原因。另一方面,表面貼裝器件 (SMD) 用于 PCB 和微控制器板等電子設(shè)備。SMD元件通常比通孔元件小得多,只占據(jù)電路板的一側(cè)。因此,通過使用 SMD 組件,您可以設(shè)計更小的設(shè)計。

通孔與 SMD

什么是電路?

當(dāng)你連接多個電子元件并將它們連接到交流或直流電源時,您就會得到一個電路。這并不意味著您在不知道其額定功率的情況下就開始連接電路元件,因為那樣的話,您可能會遇到爆炸性的情況。從形式上講,電路是由導(dǎo)線連接的電子元件的組合,電流可以在其中流動。

建立電路

構(gòu)建一個簡單的電子電路需要什么?你需要工程學(xué)位嗎?當(dāng)然不是!您可以通過幾個簡單的步驟學(xué)習(xí)如何構(gòu)建簡單的電路。

首先,您需要決定使用哪種電源。之后,您需要選擇電路元件并弄清楚如何連接它們。

例如,我們正在構(gòu)建一個放大器電路,它使用 LM386 IC 以及一些電阻器和電容器。一個 9V 直流電池為電路供電。輸出由揚聲器接收,它是輸入信號的放大版本。該電路中的電容器用于多種用途。在某些地方,它們會阻止直流并將信號從輸入耦合到輸出,在其他地方,它們會提供額外的電流,以防止電源電壓下垂,并在重負(fù)載下保持 9V 平滑。在某些情況下,它們用于過濾不需要的頻率。

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