【活动贴】电子工程师必备基础知识手册（十）

只看该作者 · 2013-4-5 21:48

电子基本概念
一、电荷：物质是由分子组成，而分子是由原子组成，每个原子又是由一个带正电的
原子核及一定数量的带负电的电子所组成，这些带电的粒子就叫电荷。
二、电源：是指由非电能转换成电能的装置,即把其他形式的能转换成电能的装置叫做
电源。发电机能把机械能转换成电能，干电池能把化学能转换成电能。发电机、干电池
等叫做电源。通过变压器和整流器，把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供
信号的电子设备叫做信号源。晶体三极管能把前面送来的信号加以放大，又把放大了的
信号传送到后面的电路中去。晶体三极管对后面的电路来说，也可以看做是信号源。整
流电源、信号源有时也叫做电源。
三、电动势：电源内部推动电荷移动的作用力称为电源力，而电源力将单位正电荷从电
源负极经电源内部移动到正极所做的功，叫做电源的电动势。电动势是反映电源把其他
形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中，电动势
常用δ表示。电动势的单位和电压的单位相同，也是伏，但其方向与电压的方向相反，
是由电源的负极指向正极的，即由低电位指向高电位。电源的电动势可以用电压表测量。
测量的时候，电源不要接到电路中去，用电压表测量电源两端的电压，所得的电压值就
可以看作等于电源的电动势。如果电源接在电路中，用电压表测得的电源两端的电压就
会小于电源的电动势。
这是因为电源有内电阻。在闭合的电路中，电流通过内电阻r 有内电压降，通过外电阻
R 有外电压降。电源的电动势δ 等于内电压Ur 和外电压UR 之和，即δ=Ur+UR 。严
格来说，即使电源不接入电路，用电压表测量电源两端电压，电压表成了外电路，测
得的电压也小于电动势。但是，由于电压表的内电阻很大，电源的内电阻很小，内电压
可以忽略。因此，电压表测得的电源两端的电压是可以看作等于电源电动势的。干电池
用旧了，用电压表测量电池两端的电压，有时候依然比较高，但是接入电路后却不能使
负载（收音机、录音机等）正常工作。这种情况是因为电池的内电阻变大了，甚至比负
载的电阻还大，但是依然比电压表的内电阻小。用电压表测量电池两端电压的时候，电
池内电阻分得的内电压还不大，所以电压表测得的电压依然比较高。但是电池接入电路
后，电池内电阻分得的内电压增大，负载电阻分得的电压就减小，因此不能使负载正常
工作。为了判断旧电池能不能用，应该在有负载的时候测量电池两端的电压。有些性能
较差的稳压电源，有负载和没有负载两种情况下测得的电源两端的电压相差较大，也是
因为电源的内电阻较大造成的。

只看该作者 · 2013-4-5 21:49

四、电压：是指电场或电路中两点之间的电位差，电压是衡量电场做功能力大小的物理
量。用字母U 表示。其单位是伏（V），也常用毫伏（mV）、微伏（uV）做单位。1V=1000mV，
1mV=1000uV。电压可以用电压表测量。测量的时候，把电压表并联在电路上，要选择电
压表指针接近满偏转的量程。如果电路上的电压大小估计不出来，要先用大的量程，粗
略测量后再用合适的量程。这样可以防止由于电压过大而损坏电压表。
五、电流：电荷有规则的定向运动叫电流。产生电流必须具备两个条件--1、导体内要
有可以移动的自由电荷；2、导体内要维持一个电场。电流又分为直流和交流两种--电
流的大小和方向都不随时间变化的叫做直流；电流的大小和方向随时间变化的叫做交
流。电流的单位是安（A），也常用毫安（mA）、微安(uA)做单位。1A=1000mA,1mA=1000uA。
电流可以用电流表测量。测量的时候，把电流表串联在电路中，要选择电流表指针接近
满偏转的量程。这样可以防止电流过大而损坏电流表。
六、电阻：在电路中能对电流起阻碍作用并且造成能量消耗的导体叫做电阻。导体的电
阻由导体的材料、横截面积和长度决定。常用R 表示，其单位是欧姆（Ω），也常用千
欧（kΩ）或者兆欧（MΩ）做单位。电阻可以用万用表欧姆档测量。测量的时候，要
选择电表指针接近偏转一半的欧姆档。如果电阻在电路中，要把电阻的一头烫开后再测
量。
七、电容：电容器是储存电荷的容器，它由两个金属极板中间填充介质所组成。电容量
则是衡量电容器储存电荷能力大小的物理量。在两个相互绝缘的导体上，加上一定的电
压，它们就会储存一定的电量。其中一个导体储存着正电荷，另一个导体储存着大小相
等的负电荷。加上的电压越大，储存的电量就越多。储存的电量和加上的电压是成正比
的，它们的比值叫做电容。如果电压用U 表示，电量用Q 表示，电容用C 表示，那么
可由公式C=Q/U 表示。即在单位电压作用下，电容器每个极板所储存的电荷量称为电容
器的电容量。电容的单位是法（F），也常用微法（uF）或者微微法（pF）作单位。1F=106uF，
1F=1012pF。
电容可以用电容测试仪测量，也可以用万用电表欧姆档粗略估测。欧姆表红、黑两表笔
分别碰接电容的两脚，欧姆表内的电池就会给电容充电，指针偏转，充电完了，指针回
零。调换红、黑两表笔，电容放电后又会反向充电。电容越大，指针偏转也越大。对比
被测电容和已知电容的偏转情况，就可以粗略估计被测电容的量值。在一般的电子电路
中，除了调谐回路等需要容量较准确的电容以外，用得最多的隔直、旁路电容、滤波电
容等，都不需要容量准确的电容。因此，用欧姆档粗略估测电容量值是有实际意义的。
但是，普通万用电表欧姆档只能估测量值较大的电容，量值较小的电容就要用中值电阻
很大的晶体管万用电表欧姆档来估测，小于几十个微微法的电容就只好用电容测试仪测
量了。

只看该作者 · 2013-4-5 21:49

八、电感：电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流，线圈周
围就会产生磁场，线圈就有磁通量通过。通入线圈的电源越大，磁场就越强，通过线圈
的磁通量就越大。实验证明，通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的，它们的比值
叫做自感系数，也叫做电感。如果通过线圈的磁通量用φ 表示，电流用I 表示，电感
用L 表示，那么L=φ/I。电感的单位是亨（H），也常用毫亨（mH）或微亨（uH）做单
位。1H=1000mH，1H=1000000uH。
九、电路：电流所通过的路径称为电路。其最基本的电路由电源、负载和导线、开关等
元件组成。电路的工作状态可分为三种--1、通路状态，即电路中构成闭合回路，电流
能顺利地流过；2、开路状态，回路中某处被切断了，此时相应电路中没有电流通过；3、
短路状态，电路中某一部分连接起来，使电源两端直接相通。此时电源负载为零，会出
现很大的短路电流，极易烧毁电源。
十、负载：通常把电能转换成其他形式能量的装置叫做负载。如电动机能把电能转换成
机械能，电阻能把电能转换成热能，电灯泡能把电能转换成热能和光能，扬声器能把电
能转换成声能。电动机、电阻、电灯泡、扬声器等都叫做负载。晶体三极管对于前面的
信号源来说，也可以看作是负载。
十一、周期：交流电完成一次完整的变化所需要的时间叫做周期，常用T 表示。周期
的单位是秒（s）,也常用毫秒（ms）或微秒（us）做单位。1s=1000ms，1s=1000000us。
十二、频率：交流电在1s 内完成周期性变化的次数叫做频率，常用f 表示。频率的单
位是赫（Hz），也常用千赫（kHz）或兆赫（MHz）做单位。1kHz=1000Hz，1MHz=1000000Hz。
交流电频率f 是周期T 的倒数，即f=1/T。
十三、容抗：交流电是能够通过电容的，但是电容对交流电仍然有阻碍作用。电容对交
流电的阻碍作用叫做容抗。电容量大，交流电容易通过电容，说明电容量大，电容的阻
碍作用小；交流电的频率高，交流电也容易通过电容，说明频率高，电容的阻碍作用也
小。实验证明，容抗和电容成反比，和频率也成反比。如果容抗用XC 表示，电容用C 表
示，频率用f 表示，那么Xc=1/2πfc 容抗的单位是欧。知道了交流电的频率f 和电容
C，就可以用上式把容抗计算出来。
十四、欧姆定律：导体中的电流I 和导体两端的电压U 成正比，和导体的电阻R 成反
比，即I=U/R 这个规律叫做欧姆定律。如果知道电压、电流、电阻三个量中的两个，就
可以根据欧姆定律求出第三个量，即I=U/R、R=U/I、U=RI。在交流电路中，欧姆定律同
样成立，但电阻R 应该改成阻抗Z，即I=U/Z。
十五、感抗：交流电也可以通过线圈，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用，这个阻碍
叫做感抗。电感量大，交流电难以通过线圈，说明电感量大，电感的阻碍作用大；交流
电的频率高，交流电也难以通过线圈，说明频率高，电感的阻碍作用也大。实验证明，
感抗和电感成正比，和频率也成正比。如果感抗用XL 表示，电感用L 表示，频率用f 表
示，那么XL=2πfL 感抗的单位是欧。知道了交流电的频率f 和线圈的电感L，就可以
用上式把感抗计算出来。
十六、阻抗：具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻
抗常用Z 表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成，但不是三者简单相加。如果三者是
串联的，又知道交流电的频率f、电阻R、电感L 和电容C，那么串联电路的阻抗阻抗
的单位是欧。对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。在电阻、
电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在
电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。
十七、相位：相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时
间变化的。比如正弦交流电流，它的公式是i=Isin2πft。i 是交流电流的瞬时值，I 是
交流电流的最大值，f 是交流电的频率，t 是时间。随着时间的推移，交流电流可以从
零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零。在三
角函数中2πft 相当于角度，它反映了交流电任何时刻所处的状态，是在增大还是在减
小，是正的还是负的等等。因此把2πft 叫做相位，或者叫做相。如果t 等于零的时
候，i 并不等于零，公式应该改成i=Isin(2πft+ψ)。那么2πft+ψ 叫做相位，ψ 叫
做初相位，或者叫做初相。
十八、相位差：两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。这两个频
率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，
也可以是这三种量中的任何两个。例如研究加在电路上的交流电压和通过这个电路的交
流电流的相位差。如果电路是纯电阻，那么交流电压和电流电流的相位差等于零。也就
是说交流电压等于零的时候，交流电流也等于零，交流电压变到最大值的时候，交流电
流也变到最大值。
这种情况叫做同相位，或者叫做同相。如果电路含有电感和电容，交流电压和交流电流
的相位差一般是不等于零的，也就是说一般是不同相的，或者电压超前于电流，或者电
流超前于电压。加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两
者的相位差正好等于180°。这种情况叫做反相位，或者叫做反相。