電容的作用:
在直流電路中,電容器是相當(dāng)于斷路的。電容器是一種能夠儲(chǔ)藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說(shuō)起。最簡(jiǎn)單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(zhì)(包括空氣)構(gòu)成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢(shì)差),但是由于中間的絕緣物質(zhì),所以整個(gè)電容器是不導(dǎo)電的。不過(guò),這樣的情況是在沒(méi)有超過(guò)電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質(zhì)都是相對(duì)絕緣的,當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后,物質(zhì)是都可以導(dǎo)電的,我們稱(chēng)這個(gè)電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。不過(guò)在中學(xué)階段,這樣的電壓在電路中是見(jiàn)不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當(dāng)做絕緣體看。
電阻的作用:
用電阻材料制成的、有一定結(jié)構(gòu)形式、電阻器能在電路中起限制電流通過(guò)作用的二端電子元件。阻值不能改變的稱(chēng)為固 定電阻器。阻值可變的稱(chēng)為電位器或可變電阻器。理想的電阻器是線(xiàn)性的,即通過(guò)電阻器的瞬時(shí)電流與外加瞬時(shí)電壓成正比。一些特殊電阻器,如熱敏電阻器、壓敏電阻器和敏感元件,其電壓與電流的關(guān)系是非線(xiàn)性的。電阻器是電子電路中應(yīng)用數(shù)量最多的元件,通常按功率和阻值形成不同系列,供電路設(shè)計(jì)者選用。 電阻器在電路中主要用來(lái)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定電流與電壓,可作為分流器和分壓器,也可作電路匹配負(fù)載。根據(jù)電路要求,還可用于放大電路的負(fù)反饋或正反饋、電壓-電流轉(zhuǎn)換、輸入過(guò)載時(shí)的電壓或電流保護(hù)元件,又可組成RC電路作為振蕩、濾波、旁路、微分、積分和時(shí)間常數(shù)元件等。
二極管的作用:
用電阻材料制成的、有一定結(jié)構(gòu)形式、電阻器能在電路中起限制電流通過(guò)作用的二端電子元件。阻值不能改變的稱(chēng)為固 定電阻器。阻值可變的稱(chēng)為電位器或可變電阻器。理想的電阻器是線(xiàn)性的,即通過(guò)電阻器的瞬時(shí)電流與外加瞬時(shí)電壓成正比。一些特殊電阻器,如熱敏電阻器、壓敏電阻器和敏感元件,其電壓與電流的關(guān)系是非線(xiàn)性的。電阻器是電子電路中應(yīng)用數(shù)量最多的元件,通常按功率和阻值形成不同系列,供電路設(shè)計(jì)者選用。 電阻器在電路中主要用來(lái)調(diào)節(jié)和穩(wěn)定電流與電壓,可作為分流器和分壓器,也可作電路匹配負(fù)載。根據(jù)電路要求,還可用于放大電路的負(fù)反饋或正反饋、電壓-電流轉(zhuǎn)換、輸入過(guò)載時(shí)的電壓或電流保護(hù)元件,又可組成RC電路作為振蕩、濾波、旁路、微分、積分和時(shí)間常數(shù)元件等。
三極管的作用:
三極管,半導(dǎo)體三極管的簡(jiǎn)稱(chēng),我們也經(jīng)常將其稱(chēng)為雙極型晶體管、晶體三極管。三極管是一種基本的電流控制電流的半導(dǎo)體元器件,具有電流放大的作用,是電子電路的核心元件?,F(xiàn)已廣泛用于各領(lǐng)域各功能電路中。
三極管的作用之一就是電流放大,這也是其最基本的作用。以共發(fā)射極接法為例,一旦由基極輸入一個(gè)微小的電流,在集電極輸出的電流大小便是輸入電流的β倍,β被叫做三極管的電流放大系數(shù)。將輸入的微弱信號(hào)擴(kuò)大β倍后輸出,這便是三極管的電流放大作用。
三極管的作用之二就是用作開(kāi)關(guān)。三極管在飽和導(dǎo)通時(shí),其CE極間電壓很小,低于PN結(jié)導(dǎo)通電壓,CE極間相當(dāng)于短路,“開(kāi)關(guān)”呈現(xiàn)開(kāi)的狀態(tài);三極管在截止?fàn)顟B(tài)時(shí),其CE極間電流很小,相當(dāng)于斷路,“開(kāi)關(guān)”呈現(xiàn)關(guān)的狀態(tài)。因此可完成開(kāi)關(guān)的功能,且其開(kāi)關(guān)速度極快,控制靈敏,且不產(chǎn)生電火花。
三極管的作用之三就是擴(kuò)流作用,在某些情況下,可擴(kuò)大電流限值或電容容量等。比如:將小功率可控硅與大功率三級(jí)管相結(jié)合,可以得到大功率可控硅,擴(kuò)大了最大輸出電流值;在長(zhǎng)延時(shí)電路中,三極管可完成擴(kuò)大電容容量的作用。
三極管的作用之四就是代換作用,在一定情況下與某些電子元器件相結(jié)合可代換其它器件,完成相應(yīng)功能。比如:兩只三極管串聯(lián)可代換調(diào)光臺(tái)燈中的雙向觸發(fā)二極管;在某些電路中,三極管可以代換8V的穩(wěn)壓管,代換30V的穩(wěn)壓管等
電感的作用:
基本作用:濾波、振蕩、延遲、陷波等
形象說(shuō)法:“通直流,阻交流”
細(xì)化解說(shuō):在電子線(xiàn)路中,電感線(xiàn)圈對(duì)交流有限流作用,它與電阻器或電容器能組成高通或低通濾波器、移相電路及諧振電路等;變壓器可以進(jìn)行交流耦合、變壓、變流和阻抗變換等。
由感抗XL=2πfL 知,電感L越大,頻率f越高,感抗就越大。該電感器兩端電壓的大小與電感L成正比,還與電流變化速度△i/△t 成正比,這關(guān)系也可用下式表示:
電感線(xiàn)圈也是一個(gè)儲(chǔ)能元件,它以磁的形式儲(chǔ)存電能,儲(chǔ)存的電能大小可用下式表示:WL=1/2 Li2 。
可見(jiàn),線(xiàn)圈電感量越大,流過(guò)越大,儲(chǔ)存的電能也就越多。
電感在電路最常見(jiàn)的作用就是與電容一起,組成LC濾波電路。我們已經(jīng)知道,電容具有“阻直流,通交流”的本領(lǐng),而電感則有“通直流,阻交流”的功能。如果把伴有許多干擾信號(hào)的直流電通過(guò)LC濾波電路(如圖),那么,交流干擾信號(hào)將被電容變成熱能消耗掉;變得比較純凈的直流電流通過(guò)電感時(shí),其中的交流干擾信號(hào)也被變成磁感和熱能,頻率較高的最容易被電感阻抗,這就可以抑制較高頻率的干擾信號(hào)。
LC濾波電路
在線(xiàn)路板電源部分的電感一般是由線(xiàn)徑非常粗的漆包線(xiàn)環(huán)繞在涂有各種顏色的圓形磁芯上。而且附近一般有幾個(gè)高大的濾波鋁電解電容,這二者組成的就是上述的 LC濾波電路。另外,線(xiàn)路板還大量采用“蛇行線(xiàn)+貼片鉭電容”來(lái)組成LC電路,因?yàn)樯咝芯€(xiàn)在電路板上來(lái)回折行,也可以看作一個(gè)小電感。
晶振的作用:
晶體用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確地單頻振蕩。通常工作工作條件下,普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百分之五十。高級(jí)的精確度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,又稱(chēng)壓控振蕩器(VCO).
晶振的作用主要分為以下幾種:
1.為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振,便于各部分保持同步,有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過(guò)電子調(diào)整頻率的方法保持同步。
2.晶振與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào),可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來(lái)提供。
晶振的工作原理
晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱(chēng),在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò),如下圖所示。電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn),以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振,較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?,在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個(gè)電感,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數(shù)變化很大,這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化。