常用电子元器件教案.doc

1、1课程名称：常用电子元器件 教研室： 授课教师：第一讲：常用器件 授课时数 学时学习目标 了解熟悉常用元件的应用及工作原理学习重点、难点、关键点 电容器、电感器、变压器的工作原理学习模式 讲授+讨论讲授过程 学习讲授内容体系设计 预备知识引题材料电阻器、敏感电阻器、电位器、电感器、变压器 电容的工作 原理讲授过程 学习讲授内容体系设计 知识要点笔记安排电阻器 电阻器（Resistor）在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件，将电阻接在电路中后，电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚，它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器

2、是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。端电压与电流有确定函数关系，体现电能转化为其他形式能力的二端器件，用字母 R 来表示，单位为欧姆 。实际器件如灯泡，电热丝，电阻器等均可表示为电阻器元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物2理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流

3、与直流信号都可以通过电阻。组成用电阻材料制成的、有一定结构形式、电阻器能在电路中起限制电流通过作用的二端电子元件。阻值不能改变的称为固 定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。一些特殊电阻器，如热敏电阻器、压敏电阻器和敏感元件，其电压与电流的关系是非线性的。电阻器是电子电路中应用数量最多的元件，通常按功率和阻值形成不同系列，供电路设计者选用。 电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压，可作为分流器和分压器，也可作电路匹配负载。根据电路要求,还可用于放大电路的负反馈或正反馈、电压-电流转换、输入过载时的电压或电流保护元件，又

4、可组成 RC 电路作为振荡、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。小功率电阻器通常为封装在塑料外壳中的碳膜构成，而大功率的电阻器通常为绕线电阻器，3通过将大电阻率的金属丝绕在瓷心上而制成。如果一个电阻器的电阻值接近零欧姆（例如，两个点之间的大截面导线） ，则该电阻器对电流没有阻碍作用，并联这种电阻器的回路被短路，电流无限大。如果一个电阻器具有无限大的或很大的电阻，则串接该电阻器的回路可看作开路，电流为零。工业中常用的电阻器介于两种极端情况之间，它具有一定的电阻，可通过一定的电流，但电流不像短路时那样大。电阻器的限流作用类似于接在两根大直径管子之间的小直径管子限制水流量的作用。电阻，英文名 r

5、esistance，通常缩写为 R，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说，I=U/R，那么 R=U/I，电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“”表示，有这样的定义：导体上加上一伏特电压时，产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上， “电阻”说的是一种性质，而通常在电子产品中所指的电阻，是指电阻器这样一种元件。欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧（k） ，兆欧（M） ，毫欧（m ） 。发展1885 年英国 C.布雷德利发明模压碳质实芯电阻器美国贝尔实验室。1897 年英国 T.甘布里尔和 A.哈里斯用含碳墨汁制成碳膜电阻器。191319

6、19 年英国 W.斯旺和德国 F.克鲁格先后发明金属膜电阻器。1925 年德国西门子-哈尔斯克公司发明热分解碳膜电阻器，打破了碳质实芯电阻器垄断市场的局面。晶体管问世后，对电阻4器的小型化、阻值稳定性等指标要求更严，促进了各类新型电阻器的发展。美国贝尔实验室 1959年研制成 TaN 电阻器。60 年代以来，采用滚筒磁控溅射、激光阻值微调等新工艺，部分产品向平面化、集成化、微型化及片状化方面发展。基本原理编辑电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成（实芯电阻器的电阻体与骨架合二为一） ，而决定阻值的只是电阻体。对于截面均匀的电阻体，电阻值为电阻值式中 为电阻材料的电阻率（欧厘米） ；L 为电阻体

7、的长度（厘米） ；A 为电阻体的截面积（平方厘米） 。薄膜电阻体的厚度 d 很小，难于测准,且 又随厚度而变化，故把视为与薄膜材料有关的常数，称为膜电阻。实际上它就是正方形薄膜的阻值，故又称方阻(欧/方)。对于均匀薄膜薄膜阻值式中 W 为薄膜的宽度（厘米） 。通常 Rs 应在一有限范围内，Rs 太大会影响电阻器性能的稳定。因此圆柱形电阻体以刻槽方法，平面形电阻体用刻蚀迂回图形的方法来扩大其阻值范围，并进行阻值微调。伏安特性是用图形曲线来表示电阻端部电压和电流的关系，当电压电流成比例时（特性为直线） ，称为线性电阻，否则称为非线性电阻。5参数与特性 表征电阻特性的主要参数有标称阻值及其允许偏差、

8、额定功率、负荷特性、电阻温度系数等。标称阻值 用数字或色标在电阻器上标志的设计阻值。单位为欧（） 、千欧（k） 、兆欧（M） 、太欧（T） 。阻值按标准化优先数系列制造,系列数对应于允许偏差。电阻的阻值和允许偏差的标注方法有直标法、色标法和文字符号法。 直标法将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差 20%)。也有厂家采用习惯标记法，如：33 表示电阻值为 3.3、允许误差为 5 %1 K 8 表示电阻值为 1.8 K、允许误差为 20 %5 M 1 表示电阻值为 5.1 M、允许误差为 10 % 色标法将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标

9、称值及允许误差，各种颜色所对应的数值见表 B303。固定电阻器色环标志读数识别规则如图 T301 所示。四环电阻的识别方法6颜色第一环数字第二环数字倍乘数 误差黑 0 0 100 棕 1 1 101 红 2 2 102 橙 3 3 103 黄 4 4 104 绿 5 5 105 蓝 6 6 106 紫 7 7 107 灰 8 8 108 白 9 9 109 金 10-15%银 10-210%五环电阻的识别颜色第一环数字第二环数字第三环数字倍乘数误差黑 0 0 0100棕 1 1 11011%红 2 2 2 10 2%72橙 3 3 3103黄 4 4 4104绿 5 5 51050.5%蓝 6

10、 6 61060.25%紫 7 7 71070.1%灰 8 8 810820%白 9 9 9109金10-15%银10-210%如何使用上表：四环电阻：一环数字（十位）红二环数字（个位） 橙*倍乘数黑 误差金例;红橙黑金=23*100=23(5%)五环电阻：一环数字（百位） 红二环数字（十位） 蓝三环数字（个位） 绿*倍乘数黑误差例：红蓝绿黑棕=265*100=265(1%)允许偏差 实际阻值与标称阻值间允许的最8大偏差，以百分比表示。常用的有5%、10%、20%,精密的小于1%，高精密的可达 0.001%。精度由允许偏差和不可逆阻值变化二者决定。额定功率 电阻器在额定温度（最高环境温度）tR

11、 下连续工作所允许耗散的最大功率。对每种电阻器同时还规定最高工作电压，即当阻值较高时即使并未达到额定功率，也不能超过最高工作电压使用。电阻器额定功率的识别电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率。有两种标志方法：2W 以上的电阻，直接用数字印在电阻体上；2W 以下的电阻，以自身体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时，采用如图T302 符号：负荷特性 当工作环境温度低于 tR 时，电阻器也不能超过其额定功率使用，当超过 tR 时，必须降低负荷功率。对每种电阻器都有规定的负荷特性。此外，在低气压下负荷允许相应降低。在脉冲负荷下，脉冲平均功率远低于额定功率，

12、一般另有规定。电阻温度系数 在规定的环境温度范围内，温度每改变 1时阻值的平均相对变化，用ppm/表示。 除了以上几种参数外，还有非线性（电流与所加电压特性偏离线性关系的程度） 、电压系数（所加电压每改变、伏阻值的相对变化率） 、电流噪声（电阻体内因电流流动所产生的噪声电势的有效值与测试电压之比，用电流噪声指数来表示） 、高频特性（由于电阻体内在分布9电容和分布电感的影响，使阻值随工作频率增高而下降的关系曲线、长期稳定性（电阻器在长期使用或贮存过程中受环境条件的影响阻值发生不可逆变化的过程）等技术指标。分类按伏安特性分类对大多数导体来说，在一定的温度下，其电阻几乎维持不变而为一定值，这类电阻称

13、为线性电阻。有些材料的电阻明显地随着电流(或电压)而变化，其伏安特性是一条曲线，这类电阻称为非线性电阻。非线性电阻在某一给定的电压(或电流)作用下，电压与电流的比值为在该工作点下的静态电阻，伏安特性曲线上的斜率为动态电阻。表达非线性电阻特性的方式比较复杂，但这些非线性关系在电子电路中得到了广泛的应用。 按材料分类a、线绕电阻器由电阻线绕成电阻器 用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数，阻值精度高，稳定性好，耐热耐腐蚀，主要做精密大功率电阻使用，缺点是高频性能差，时间常数大。b、碳合成电阻器由碳及合成塑胶压制成而成。c、碳膜电阻器在瓷管上镀上一

14、层碳而成，将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低，是目前应用最广泛的电阻器。d、金属膜电阻器在瓷管上镀上一层金属而10成，用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高，稳定性好，噪声，温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。e、金属氧化膜电阻器在瓷管上镀上一层氧化锡而成，在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物，所以高温下稳定，耐热冲击，负载能力强 按用途分，有通用、精密、高频、高压、高阻、大功率和电阻网络等。特殊电阻器1、保险电阻：又叫熔断电阻器，在正常情况下起着电阻和保险丝的双重作用，当电路出现故障而使其功率超过额定功率时，它会像保险丝一样熔断使连接电路断开。保险丝电阻一般电阻值都小(0.3310K)，功率也较小。保险丝电阻器常用型号有：RF10 型、RF111-5 保险丝电阻器的符号型、RRD0910 型、RRD0911 型等。讲授过程 学习讲授内容体系设计 随堂检测预留作业讲解课堂练习题 课后作业学习小结通过本节课的学习后，要求熟悉的掌握电容的工作原理及电容的使用要求教学反思课后小结