電氣基礎(chǔ)知識(shí)Word版

1、維修教育資料第一部分 電氣基本知識(shí)一、 基本電氣元件概述 R1 電阻（符號(hào)）（1） 阻值表示方法：色標(biāo)法、直接標(biāo)注法（2） 種類：固定式、可變式、半可變式（3） 讀數(shù)方法：顏色：黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 金 銀 第一帶： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 第二帶： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 第三帶：100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 10-1 10-2 第四帶： ±1 ±2 ±0.5 ±5 ±10 十位 個(gè)位 乘方 誤差百位 十位 個(gè)位 乘方 誤差 讀取方向讀取方向

2、4色帶電阻 5色帶電阻（4）作用：分壓、分流、負(fù)載C2 電容（符號(hào)）（1） 種類：瓷片、電解、滌綸等（2） 作用：旁路、耦合、蓄電、濾波、改變相位等（3） 特性：隔直通交3 電感（符號(hào)）L（1） 作用：變壓、濾波、耦合等（2） 種類：空芯、鐵芯、磁芯（3） 特性：隔交通直4 保險(xiǎn)絲（符號(hào)）FF（1） 種類：管狀、塊狀、2 / 15（2） 作用：防止過(guò)大電流的保護(hù)裝置（3） 使用注意事項(xiàng)：注意額定功率的選擇，若無(wú)原功率的備品，只能選用稍小功率的。DDDD5 二極管（符號(hào)）（1） 作用：開關(guān)（2） 種類：穩(wěn)壓管、發(fā)光管、變?nèi)莨?、光電管?） 特性：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦裕ㄕ驅(qū)?、反向截止? 三極管（符號(hào)）

3、（1） 作用：放大（差放、運(yùn)放等）或開關(guān)（2） 種類：低頻大功率管、高頻管、磁敏三極管、MOS管、光敏三極管等7 手動(dòng)開關(guān)（符號(hào)）A接點(diǎn) B接點(diǎn)（1） 種類：自動(dòng)復(fù)歸接點(diǎn)、保持型接點(diǎn)、殘留接點(diǎn)（2） 接點(diǎn)：A接點(diǎn)（常開接點(diǎn) NO）、B接點(diǎn)（常閉接點(diǎn) NC）8 繼電器、電磁接觸器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等RLMCCT9 電機(jī)（符號(hào)）M()（1） 回轉(zhuǎn)原理： SNS順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CW） SN S N逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（CCW） NS N SSNN （+）（2） 種類及特點(diǎn)：A感應(yīng)電機(jī)（IM）：只能一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)B異步電機(jī)（RM）：可以頻繁的在正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)之間切換C脈沖電機(jī)（PM）：力量較小，精度高D伺服電機(jī)（SM）：力

4、量大，便于控制，后端有位置傳感器E、線性電機(jī)（LM）：SV10. 電磁閥（符號(hào)）或（3） 種類：兩位三通、兩位四通、三位五通等。（4） 原理：安培定則二、 半導(dǎo)體二極管和三極管1、 半導(dǎo)體：自然界各種物質(zhì)，按其導(dǎo)電能力區(qū)別，可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三類。 金屬一般都是導(dǎo)體，很容易傳導(dǎo)電流，如銀、銅、鐵、鋁等；絕緣體幾乎不傳導(dǎo)電流，如陶瓷、橡膠、塑料等；半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間，如硅、鍺等。2、 半導(dǎo)體特性：除了導(dǎo)電能力與導(dǎo)體和絕緣體不同之外，它還具有：導(dǎo)電能力受溫度、光照、雜質(zhì)等的影響。利用這一特性，就可制成半導(dǎo)體熱敏器件和半導(dǎo)體光敏器件。3、 PN結(jié)：PN結(jié)是構(gòu)成半導(dǎo)體二極管、

5、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管和集成電路的基礎(chǔ)。它是由P型半導(dǎo)體和N向?qū)щ娞匦?，只有在外加電壓的作用下才能顯示出來(lái)，分為正向特性和反向特性。4、 正向特型半導(dǎo)體相接觸后，在它們的交界面形成的特殊帶電薄層。這里說(shuō)的“接觸”，不是兩種材料簡(jiǎn)單的粘接，而是采用雜質(zhì)補(bǔ)償方法，在一塊半導(dǎo)體中，先低濃度摻入雜質(zhì)元素，使一部分轉(zhuǎn)化為N（或P）型半導(dǎo)體，再高濃度摻入雜質(zhì)元素，使另一部分轉(zhuǎn)化為P（或N）型半導(dǎo)體，在交界面就形成了PN結(jié)。A、 PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦裕篜N結(jié)的單性：當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓（也叫正向偏置），即P接正極，N接負(fù)極時(shí)，電流隨外加電壓的升高而急速上升，也就是說(shuō)PN結(jié)如同一個(gè)很小的電阻，能夠?qū)?。B、 反向特

6、性：當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓（也叫反向偏置），即P接負(fù)極，N接正極時(shí)，電流已經(jīng)趨于恒定，與外加電壓大小無(wú)關(guān)，而且相當(dāng)微弱，也就是說(shuō)PN結(jié)相當(dāng)于一個(gè)很大的電阻，不能導(dǎo)通，即截止?fàn)顟B(tài)。5、 二極管：由一個(gè)PN結(jié)加上電極引線并封裝在玻璃 或塑料管中而制成的。正極從P區(qū)引出，負(fù)極從N區(qū)引出。A、 分類：按材料分為硅二極管和鍺二極管 按結(jié)構(gòu)分為點(diǎn)接觸型、面接觸型和平面擴(kuò)散型等 另有一種磁敏二極管。B、參數(shù)：導(dǎo)通電壓-UD（ON） 硅二極管的導(dǎo)通電壓=（0.60.8）V鍺二極管的導(dǎo)通電壓=(0.20.3)V 反向擊穿電壓U（BR）6、 特殊二極管：A、 穩(wěn)壓二極管：通常工作在反向擊穿區(qū)電流有較大變化，而電壓變

7、化很小。B、 發(fā)光二極管（LED）：導(dǎo)通電壓比普通二極管高，可作為顯示器件使用。C、 光電二極管：將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鞯墓怆娹D(zhuǎn)換器件。在二極管的外殼上留有一個(gè)受光口。工作在反向狀態(tài)（反向偏置）。當(dāng)制成大面積光電二極管時(shí)，可作為光電池使用。D、 變?nèi)荻O管：利用外加電壓變化能靈敏地改變勢(shì)壘電容（結(jié)電容）的特性制成的。使用在高頻電路可做調(diào)諧元件。E、 二極管的開關(guān)特性：二極管具有單向?qū)щ娦?。在它兩端加正向電壓時(shí)，二極管導(dǎo)通，正向電阻很小，二極管相當(dāng)于一個(gè)閉合的開關(guān)；當(dāng)加反向電壓時(shí)，二極管截止，反向電阻很大，二極管相當(dāng)于一個(gè)斷開的開關(guān)。因此，二極管具有開關(guān)特性。7、 三極管：又稱作晶體管（BJT），是由

8、兩個(gè)靠得很近且背對(duì)背的PN結(jié)組成的。由于這兩個(gè)PN結(jié)之間的相互影響，使晶體管具有了電流放大的功能。A、 分類：按頻率分為高頻管和低頻管。 按功率分為大、中、小功率管。 按材料分為硅管和鍺管。 按結(jié)構(gòu)分為NPN型和PNP型。 另有一種磁敏三極管。 注：不論晶體管品種如何繁多，外形都是三個(gè)電極，有四根的，其中一根接管殼，使用時(shí)接地。B、 基本結(jié)構(gòu)：C為集電極；E為發(fā)射極；B為基極； NPN型管發(fā)射極箭頭方向是向外的。 PNP型管發(fā)射極箭頭方向是向內(nèi)的。C、 工作原理：放大作用是晶體管的最主要功能。所謂放大是指通過(guò)晶體管的控制作用，將直流電源的能量轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)能量，使信號(hào)電流或電壓增大的過(guò)程。通常所說(shuō)

9、的信號(hào)是含有信息的變化電流或電壓。D、 控制方式：晶體管是一種電流控制器件。通過(guò)輸入信號(hào)電壓轉(zhuǎn)變?yōu)檩斎胄盘?hào)電流，由輸入信號(hào)電流實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)的控制。E、 電路組態(tài)：由于晶體管只有3個(gè)電極，但輸入、輸出共需要4個(gè)端子。因此必須有一個(gè)電極作為輸入和輸出的公共端子。根據(jù)公共電極不同，晶體管有共基、共射和共集三種電路組態(tài)。三、 放大電路基礎(chǔ)1、 放大器的基本概念：放大器的功能就是不失真地放大信號(hào)，即把微弱的輸入信號(hào)通過(guò)有源器件（含晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成運(yùn)算放大器）的控制作用，將直流電源功率轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)度較大的、按輸入信號(hào)波形變化的輸出信號(hào)。放大的信號(hào)都是交流的uiuoA2、 放大器電路符號(hào)：3、 放大器的

10、主要參數(shù)：增益（放大倍數(shù)）、輸入電阻、輸出電阻、非線性失真、頻率響應(yīng)等4、 放大器的基本組成：輸入信號(hào)源、晶體管、負(fù)載、直流電源和相應(yīng)的偏置電路。四、 場(chǎng)效應(yīng)管放大器（場(chǎng)效應(yīng)管電路符號(hào)）DSG1、 場(chǎng)效應(yīng)管：又稱為單極型晶體管（FET）。是利用輸入電壓的電場(chǎng)效應(yīng)來(lái)控制輸出電流的一種半導(dǎo)體器件。它具有輸入電阻高、噪聲低、熱穩(wěn)定性好、抗輻射能力強(qiáng)等特點(diǎn)。2、 分類：根據(jù)電場(chǎng)對(duì)導(dǎo)電溝道的控制方法不同，分為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管兩大類。3、 基本結(jié)構(gòu)：D為漏極；S為源極；G為柵極。N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極箭頭方向是向右的；P溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的柵極箭頭方向是向左的；4、 絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管：最常見的

11、，也是使用最廣泛的是“金屬-氧化物-半導(dǎo)體”管，簡(jiǎn)稱MOS管。MOS管比結(jié)型管多一根襯底引線，用B表示，大部分襯底引線和源極S相連在一起，小部分單獨(dú)引出。5、 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管工作原理：利用PN結(jié)反向電壓來(lái)改變耗盡層和導(dǎo)電溝道的寬窄，即利用半導(dǎo)體內(nèi)電場(chǎng)效應(yīng)進(jìn)行工作的，故又稱為體內(nèi)場(chǎng)效應(yīng)管。6、 MOS管工作原理：利用感應(yīng)電荷的多少來(lái)改變導(dǎo)電溝道的特性，即利用半導(dǎo)體表面電場(chǎng)效應(yīng)進(jìn)行工作的，故又稱為表面場(chǎng)效應(yīng)管。五、 場(chǎng)效應(yīng)管與雙極型晶體管的比較1、 場(chǎng)效應(yīng)管的三個(gè)電極的功能分別與雙極型晶體管的三個(gè)電極對(duì)應(yīng)，即源極S對(duì)應(yīng)發(fā)射極E，漏極D對(duì)應(yīng)集電極C，柵極G對(duì)應(yīng)基極B。2、 場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制器件，而雙

12、極型晶體管是電流控制器件，前者所需控制功率小，后者則需很大；前者控制能力教弱，后者控制能力教強(qiáng)。3、 場(chǎng)效應(yīng)管中的載流子只流過(guò)一種極性的半導(dǎo)體，故稱為單極型晶體管；而一般晶體管中的載流子流經(jīng)P型和N型兩種極性的半導(dǎo)體，故稱為雙極型晶體管。因雙極型晶體管易受溫度、光照或核輻射影響，所以其穩(wěn)定性差。4、 場(chǎng)效應(yīng)管和雙極型晶體管都可以用于放大或作可控開關(guān)。另外，場(chǎng)效應(yīng)管在小電流、低電壓下工作時(shí)還可作為電壓控制的可變電阻使用。5、 效應(yīng)管放大器基本電路組態(tài)：與雙極型晶體管相似，有共源（CS）、共柵（CG）、共漏（CD）和差動(dòng)放大等。六、 集成運(yùn)算放大器 1、分類 線性集成電路 運(yùn)算放大器、集成音頻等模

13、擬集成電路非線性集成電路調(diào)制解調(diào)器、數(shù)摸轉(zhuǎn)換器等集成電路數(shù)字集成電路：控制的信號(hào)是間斷的、不連續(xù)的集成電路。 2、反饋的概念：將放大器輸出量（電壓或電流）的一部分或全部，通過(guò)一定方式回送到它的輸入端，從而對(duì)輸入量產(chǎn)生影響的連續(xù)方式稱為反饋。若反饋的結(jié)果加強(qiáng)了原輸入信號(hào)的作用，使有效輸入信號(hào)增加，從而使得輸出信號(hào)比無(wú)反饋時(shí)變大的稱為正反饋。反之，若反饋的結(jié)果削弱了原輸入信號(hào)的作用，使有效輸入信號(hào)減小，從而使得輸出信號(hào)比無(wú)反饋時(shí)變小的稱為負(fù)反饋。雖然正反饋提高了輸出信號(hào)，但其穩(wěn)定性變差，因此很少被采用，實(shí)際應(yīng)用中一般都采用負(fù)反饋。七、 功率放大器1、 功率放大器：屬于大信號(hào)放大器，主要作用是給負(fù)載

14、提供盡可能大的功率，而不是將輸入信號(hào)的波形大多少倍。例如使揚(yáng)聲器發(fā)聲、推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、使繼電器動(dòng)作等。2、 功放的分類：按工作頻率不同，可分為低頻功放、高頻功放和寬頻帶功放。低頻功放又稱為音頻功放，高頻功放又稱為諧振功放，低頻功放和寬頻帶功放又稱為非諧振功放。3、 使用注意事項(xiàng)：功率管的散熱：需要加裝散熱器輔助散熱。八、 直流穩(wěn)壓電源1、 整流電路：它的作用是將交流電變?yōu)閱畏较蛎}動(dòng)的直流電。利用二極管的單向?qū)щ娞匦钥梢詫?shí)現(xiàn)。2、 濾波電路：它用來(lái)濾除整流輸出電壓中的波紋而盡量保留其輸出中的直流成分。利用電容兩端電壓不能突變和流過(guò)電感中的電流不能突變的特點(diǎn)，將電容和負(fù)載電阻并聯(lián)或?qū)㈦姼信c負(fù)載電阻串

15、聯(lián)，就可起到濾波的作用。3、 穩(wěn)壓電路：利用硅穩(wěn)壓管與負(fù)載并聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)。九、 數(shù)字電路（數(shù)字信號(hào)）o010101100O（模擬信號(hào)）ttuu1、 電路分類：按所處理的信號(hào)不同，可分為數(shù)字電路和模擬電路。模擬信號(hào)無(wú)論是在時(shí)間還是數(shù)值上都是連續(xù)的，比如溫度變化、壓力變化等；而數(shù)字信號(hào)不論在時(shí)間還是數(shù)值上，都是離散的。2、 數(shù)字電路：在數(shù)字電路中，電壓或電流只有兩種狀態(tài)：高電平和低電平、有電流和無(wú)電流，這兩種狀態(tài)通常用邏輯1和邏輯0來(lái)表示。數(shù)字信號(hào)通常以時(shí)間或空間的0、1來(lái)表示，數(shù)字信號(hào)的輸入與輸出的0、1邏輯關(guān)系就是數(shù)字電路的邏輯功能。在數(shù)字電路中，已不再重點(diǎn)分析輸入和輸出波形的數(shù)值關(guān)系，而著重考

16、慮輸入與輸出的邏輯關(guān)系，因此數(shù)字電路也被稱作邏輯電路。3、 數(shù)字電路構(gòu)成：由邏輯門、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器和寄存器等邏輯部件組成。4、 脈沖信號(hào)：指一種持續(xù)時(shí)間極短的電壓或電流波形。廣義講，凡不具有連續(xù)正弦形狀的波形，都可以稱為脈沖信號(hào)。常見有：矩形脈沖、方脈沖、尖脈沖、鋸齒波、階梯波、梯形波等。5、 脈沖電路與數(shù)字電路的關(guān)系：脈沖電路屬于模擬電路，因?yàn)樗治龅闹攸c(diǎn)輸入輸出波形的形狀、周期、幅度等，分析方法與模擬電路一樣，又因?yàn)閿?shù)字信號(hào)之外的信號(hào)都可以統(tǒng)稱為模擬信號(hào)，脈沖信號(hào)不屬于數(shù)字信號(hào)，因此脈沖電路是處理脈沖信號(hào)的模擬電路。但在早期，數(shù)字電路的基本單元不斷在0、1之間轉(zhuǎn)換，其波形是一系列的矩形脈沖

17、波，因此也可以說(shuō)數(shù)字電路是脈沖電路的一個(gè)分支。十、 傳感器1、 定義：能夠感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)輸出的裝置或器件，而且最終轉(zhuǎn)換為電學(xué)量輸出。2、 組成：敏感元件傳感元件電子線路 非電學(xué)量 電學(xué)量3、 傳感器分類：物理傳感器、化學(xué)傳感器、生物傳感器三大類。4、 物理傳感器：按照工作原理分為應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、熱電式和光電式傳感器。按照被檢測(cè)分為位移、壓力、振動(dòng)、流量、溫度傳感器等。由于一種被檢測(cè)量往往可以用幾種工作原理不同的傳感器來(lái)檢測(cè)，所以傳感器名稱常常是在被測(cè)量前邊加上不同工作原理的定語(yǔ)，如應(yīng)變式壓力傳感器、壓電式壓力傳感器等。5、 電阻

18、式（應(yīng)變）傳感器：它是一種把非電量（如位移、振動(dòng)、壓力等）轉(zhuǎn)換為電阻變化的傳感器，當(dāng)電阻（或應(yīng)變器）受到機(jī)械力時(shí)，電阻阻值發(fā)生相應(yīng)變化。 (短接式應(yīng)變計(jì)) （箔片式應(yīng)變計(jì)）6、 電容式傳感器：它是一種將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙葑兓膫鞲衅骷ㄟ^(guò)被測(cè)量的變化引起電容面積、極板間距、介電常數(shù)變化。它的優(yōu)點(diǎn)是只要非常小的激勵(lì)就能獲得較大的電容相對(duì)變化，能夠精密的測(cè)量位移、速度、壓力等；可進(jìn)行非接觸測(cè)量；能在數(shù)兆赫頻率下工作，利于動(dòng)態(tài)檢測(cè)；外力外力 d 電容極板A電容極板A電容極板B電容極板B （變面積型） （變間距型）7、 電感式傳感器：包括自感式、差動(dòng)式。用于檢測(cè)物體的位移大小、位移方向等。另外還

19、有一種電渦流式傳感器，它的工作原理是：將一個(gè)線圈中通入高頻電流，該線圈就產(chǎn)生了較大的阻抗。當(dāng)用金屬材料接近此線圈時(shí)，線圈所發(fā)射出來(lái)的交變磁場(chǎng)會(huì)使金屬表面感應(yīng)出渦流，此渦流就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)，其方向與線圈所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)的方向相反，抵制了線圈的交變磁場(chǎng)。因此兩種磁場(chǎng)相互作用，使線圈的電感量發(fā)生變化，這種變化與線圈和金屬物體的距離有關(guān)，用這種方法可以檢測(cè)位移。線圈銜鐵 （常用電感傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖）8、 壓電式傳感器：壓電效應(yīng)：對(duì)某些介質(zhì)，如石英晶體、陶瓷等材料施加機(jī)械力，則該介質(zhì)的兩個(gè)表面上出現(xiàn)電荷，并且電荷密度與機(jī)械力大小成比例，這種效應(yīng)稱為壓電效應(yīng)；如果在電介質(zhì)兩個(gè)表面施加外電場(chǎng)，則該電介

20、質(zhì)出現(xiàn)幾何變形，稱為逆壓電效應(yīng)。（電介質(zhì)是電阻率很大，導(dǎo)電能力極差的物質(zhì)）壓電傳感器：利用壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)制成的，如壓力傳感器、加速度傳感器、聲表面波傳感器（壓力、溫度、重量、電壓、氣體傳感器等）、超聲流量傳感器等。9、 磁電式傳感器：也稱為感應(yīng)式傳感器，它利用電磁感應(yīng)原理將運(yùn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)換成線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)輸出。用于測(cè)量速度、位移、振幅、加速度等。10、 熱電式傳感器：利用某些材料或元件的物理特性與溫度有關(guān)這一特性，將溫度的變化轉(zhuǎn)為電量的變化。包括熱敏電阻（負(fù)溫度系數(shù)和正溫度系數(shù)）、PN結(jié)、熱電偶、石英晶體、熱釋電等。熱電偶工作原理：應(yīng)用溫差電現(xiàn)象（也叫塞貝克效應(yīng)），即兩種不同的金屬組成回路時(shí)，若兩個(gè)接觸點(diǎn)的溫度不同，則回路中就有電流通過(guò)。此原理可以反用。金屬AT2熱T1冷金屬B V電壓計(jì)金屬B 溫差電現(xiàn)象（熱電耦原理圖）11、 光學(xué)傳感器：