1.1 电子元器件知识
本节先介绍学习电子元器件必须掌握的基础知识,了解学习内容后心中会感到踏实,学习会变得有的放矢!
不管电子整机电路如何错综复杂和千变万化,它的最小组成元素是电子元件和器件,好比一座高楼大厦由钢筋、水泥构成一样,仅从这一点就可以知道学好元件和器件对掌握电子技术的重要性了。
1.1.1 学习电子元器件需要掌握的知识
表1.1列出了学习电子元器件必须掌握的知识点。
表1.1 电子元器件知识点
1.1.2 识别电子元器件
【电子元器件四项识别内容】
如表1.2所示是电子元器件四项识别内容。
表1.2 电子元器件四项识别内容
对某个具体电子元器件的识别主要有四项内容,其识别步骤分成五步:外形特征识别→电路符号识别与实物对应→引脚识别和引脚极性识别→型号和参数识别→识别电路板上元器件。
电子元器件有数十个大类,上百个品种,从电子元器件具体外形特征角度来讲就更是千姿百态,新型元器件又层出不穷,所以电子元器件识别任务繁重,对初学者而言困难重重。但是,主要识别几十种常用电子元器件也就可以入门了。
【元器件外形识别方法】
电子元器件外形识别就是实物与名称对应,其目的是拿到一种电子元器件能知道它是什么元器件,知道它的电路符号。
如图 1.1 所示是三种电子元器件实物图。快速识别电子元器件外形可以通过循序渐进的方法。
图1.1 三种电子元器件实物图
最有效的元器件识别方法是走进一家电子元器件专卖店,店内琳琅满目的电子元器件可以使您“大饱眼福”。通常电子元器件按类放置,各种电子元器件旁边都标有它们的名称,能使您将实物与名称快速而且方便地对应,感性认识很强,这样的视觉信息输入具有学习效率高、信息量大的优点,若干年后还记忆犹新。
对于初学者,要走进电子元器件专卖店进行实践活动,这种实践活动收获很大。
【从电路板上识别元器件】
这一步的元器件识别是最为困难的,需要有较扎实的元器件知识和电路知识基础,还需要运用许多的技巧。
1.1.3 电子元器件电路符号识图信息解读
电路图中每种电子元器件都有一个对应的电路符号,电路符号相当于电子元器件在电路图中的代号,学习电子电路分析的下一步就是要熟悉这些电路符号。
【电路符号识别方法】
如图1.2所示是几种常见电子元器件电路符号。在电路图中,用电子元器件的电路符号代表元器件。
图1.2 几种常见电子元器件电路符号
图1.2(a)所示是电阻器电路符号,从这一符号中可以得到两个信息:有两根不分正、负极性的引脚;电阻器用字母R表示。
图1.2(b)所示是无极性普通电容器电路符号,它有两根不分正、负极性的引脚,另有一种电解电容器两根引脚有正、负极性之分,电路符号与此不同。电容器用字母C表示。
图1.2(c)所示是变压器电路符号,变压器的种类较多,具体结构变化也多,不同的变压器在电路符号中有所变化,电路符号能够表示出它的初级线圈和次级线圈结构情况,这一点务必了解。变压器用字母T表示。
图1.2(d)所示是可变电阻器电路符号,电路符号与电阻器基本相似,但是符号中用一个箭头表示这种电阻器的阻值可变。可变电阻器用字母RP表示。
图1.2(e)所示是二极管电路符号,它的两根引脚有正、负极性之分,在电路符号中表示了正、负极性引脚。二极管用字母VD表示。
图1.3 发光二极管电路符号示意图
图 1.2(f)所示是三极管电路符号,它的三根引脚通过电路符号可以加以区分。三极管用字母 VT 表示,3 个电极中集电极用C表示,基极用B表示,发射极用E表示,通常在电路符号中并不标注出B、C、E字母。
【电路符号组成方式】
电子元器件电路符号由两部分组成:一是符号,二是字母,如图1.3所示是发光二极管电路符号示意图。
【电路符号识别信息】
理解电路符号中的识别信息,有助于对电路符号的记忆,对电路工作原理分析也十分有益。
关于识别电子元器件电路符号主要说明下列6点。
(1)电子元器件的电路符号中含有不少电路分析中所需要的识图信息,最基本的识图信息是通过电路符号了解该元器件有几根引脚,如果引脚有正、负极性之分,在电路符号中也会有各种表达方式。
举例说明,图1.4所示是一种变压器的电路符号,从电路符号中可以知道这一变压器有6根引脚,电路符号还进一步表明了这6根引脚的具体作用:①~②脚之间是初级线圈,③~④脚之间是一组次级线圈,⑤~⑥脚之间是另一组次级线圈。
图1.4 变压器电路符号举例
(2)元器件电路符号具有形象化的特点,电路符号的每一个笔画或符号都表达了特定的识图信息。
例如,箭头表示了流过该元器件的电流方向,图1.5所示是二极管的电路符号,符号中有一个三角形,它表示了流过二极管的电流方向。众所周知,电流从高电位流向低电位,即从二极管正极流向负极,这样可以确定二极管的正、负引脚,符号中三角形底边为正极,另一端为负极。
图1.5 二极管电路符号举例
(3)电路符号还能表示极性,如图1.6所示是两种不同极性三极管电路符号,其发射极箭头的方向表示了NPN型和PNP型三极管。
图1.6 不同极性三极管电路符号
(4)电路符号中的字母是该元器件英语单词的第一个字母,如变压器用T表示,它是英语Transformer的第一个字母。如果懂英语也有助于识别电路图中的电路符号,这对一些电路的识图非常有益。
(5)一些元器件的电路符号还能表示该元器件的结构和特性,如图1.7所示是电容器的电路符号。电容器的基本结构是两个平行的金属板,两板之间高度绝缘,电容器符号中两条水平线表示了电容器的上、下极板,平行线间的间隙表示高度绝缘,也表示两极板之间不能让直流电流流过(电容器的隔直流特性可以借助这一符号记忆)。
图1.7 电容器电路符号举例
(6)在整机电路图中会出现这样几种表示方式:R1、R2、R3(其他元器件也这样)等,其中的1、2、3等是电路中这组电阻器的编号,一般是从左向右、从上向下连续编号,根据编号大小可以大致判断元器件在整机电路图中的位置;另外,1R1、1R2、2R1、2R2等标注,R前面的编号表示整机电路中不同系统电路内的电阻器,1R1、1R2等表示是同一系统电路中的电阻器, 2R1、2R2等表示是另一个系统电路中的电阻器,同一个系统内的元器件在整机电路图中相对集中。
元器件电路符号中会出现虚线,这表示具有相关性。图1.8所示是双刀三掷开关电路符号, S1-1和 S1-2分别表示该开关的两组刀,两组刀之间用虚线连接表示操作开关柄时,它的两组刀同步转换,如同步转换到静触点1位置。
图1.8 双刀三掷开关电路符号举例
【引脚极性识别和引脚识别方法】
许多电子元器件的引脚有极性,各个引脚之间是不能相互代用的,这时就要通过电路符号或元器件实物进行引脚的识别和引脚极性的识别。
引脚极性识别和引脚识别方法有两种情况:一是电路符号中的识别,如图 1.9 所示是有极性电解电容电路符号示意图;二是电子元器件实物识别。
图1.9 有极性电解电容电路符号示意图
1.1.4 掌握元器件主要特性
了解元器件结构和基本工作原理,掌握电子元器件的特性是分析电路工作原理的关键要素,不能掌握电子元器件的主要特性,电路分析寸步难行。同时,还有助于用万用表检测电子元器件质量,还可以帮助记忆,易于掌握。
【了解元器件基本结构】
如果不能了解元器件的结构,就不知道元器件外壳内部装有什么,基础知识不扎实,会影响进一步的深入学习,影响对元器件知识的全面掌握。
学习电子元器件知识需要循序渐进,了解元器件结构有助于理解该元器件工作原理,进而可以学习元器件的主要特性,运用这些特性分析电路中元器件的工作原理,这其中的知识链是一环扣一环的,如果知识掌握得不扎实,往往就是因为在知识链中脱了一环。
【了解元器件基本工作原理】
每种电子元器件的工作原理都需要了解,有些常用、重要元器件的工作原理则需要深入了解,为掌握元器件的主要特性打下基础。
例如,掌握了电容器的工作原理才能深刻地理解电容器的隔直流作用和交流电流能够通过电容器的机理。
【掌握电子元器件主要特性】
从分析电路工作原理角度出发,掌握电子元器件的主要特性非常重要,初学者务必掌握元器件的重要特性。
(1)在学习元器件特性时要注意一点,每一种元器件可能有多个重要的特性,要全面掌握元器件的这些主要特性。如何灵活、正确运用元器件的这些特性是电路分析中的关键点。
(2)学习电子元器件的特性并不困难,困难的是学会灵活运用这些特性去解释、理解电路的工作原理。同一个元器件可以构成不同的应用电路,当该元器件与其他不同类型元器件组合使用时,又需要运用不同的特性去理解电路工作原理。
在电路分析中,熟练掌握电子元器件主要特性是关键因素,对电路工作原理分析无从下手的原因是没有真正掌握电子元器件的主要特性。