模电基础-常见元器件及其用法总结(嵌入式基础)
电路基本概念 常见元器件介绍
电流
类比于水流,水分子依序向下移动。电流就是电子依序向特定方向移动。
电流的产生:
原子由原子核和核外电子组成,由于种种情况使核外电子运动产生磁场。按特定方向即电流
(个人理解不准确,有大佬的话麻烦补充谢谢)
电流的导电性:
原子核与电子结构稳定导电性弱(例如木头,石头),原子核与电子结构稳定则导电性强(例如金属)
电流的单位:
安培(A):1A 即一秒钟有6.24*18个元电荷通过横截面的电流。
常见电流:
单片机 大概10毫安(ma)
鼠标 大概50毫安(ma)
笔记本电脑 大概 3 安( A )
闪电 大概1万安 ( A )
电池与电路
电池:
通过化学反应产生能量的装置
电池的方向:
负极发送电子,正极吸收电子
传统电学规定:电流从正极流向负极。不影响计算
电路
电路就是电流导通的道路
直流电和交流电
直流电( DC )
(同一方向移动的电流)通常用于小型设备供电
交流电( AC )
(交替方向移动的电流)通常用于大型机械设备供电
直流电 | VS | 交流电 |
电流方向不变 | 方向 | 电流方向随周期变化 |
电压稳定不变 | 电压变化 | 电压随时间周期变化 |
化学电池,太阳能电池等 | 发电方式 | 发电厂 |
传输损失较小 | 传输损失 | 电流传输损失较大 |
不太方便 | 方便改变电压 | 方便 |
电池供电的设备 | 应用 | 家用电器,工业机器 |
电压
也被称作电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量,类似水压。电压越高电流越强,电压越低电流越弱。
电压的定义:
简单来说就是因为有电压所以才能形成电流,就像水流的形成。水从高处流向低处形成水流,电从高电位流向低电位形成电流。
电压的方向:
电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
电压的单位:
电压在国际单位制中的主单位是伏特(V),简称伏,用符号V表示。
电阻
对电流产生阻碍作用的电子元件
关系图
欧姆定律:
电流 I 电阻 R 电压 U
电压(U)= 电阻(R)* 电流(I)
电流(I) = 电压(U)/ 电阻(R)
电阻(R)= 电压(U)/ 电流(I)
电阻的分类:
普通电阻:普通电阻是一种最基本的电阻器,通常由一根或多根绕在绝缘体上的金属丝或碳膜组成,可以提供固定的电阻值,适用于各种电路中。
薄膜电阻:薄膜电阻是一种由金属或合金薄膜制成的电阻器,可以提供高精度和稳定性的电阻值,常用于精密仪器、测量仪器等高要求的场合。
光敏电阻:光敏电阻是一种电阻值受光照强度影响的电阻器,常用于光敏电路和光控系统中。
金属薄膜电阻:金属薄膜电阻器是一种由金属薄膜制成的电阻器,具有较高的精度和稳定性,适用于高精度电路中。
电位器:电位器是一种可调电阻器,通常由一个旋转或滑动的电阻器件和一个旋钮或滑动器组成,可以提供可调的电阻值,常用于电路的调节和控制。
旋钮可调电阻:旋钮可调电阻是一种可调电阻器,与电位器类似,但是旋钮可调电阻通常是用旋钮来改变电阻值,通常用于电子设备的调节和控制。
热敏电阻:热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器,通常用于温度测量和控制系统中。
压敏电阻:压敏电阻是一种电阻值随压力变化而变化的电阻器,通常用于压力传感器和压力测量等应用场合。
高精度电阻:高精度电阻是一种精度较高的电阻器,通常具有稳定的电阻值和温度系数,适用于高精度仪器和精密测量仪器等场合。
电容
电容就是装电的容器
电容的单位:
法拉(F)一个法拉等于存储一库仑电荷所需的电势差为一伏特的电容器。
注意: 法拉是个非常大非常大的单位哦,其他单位为mf,uf, nf,pf ,
1F(法拉)= 1000 mF(毫法),
1mF(毫法)=1000 μF(微法),
1μF(微法)=1000 nF(纳法) ,
1nF(纳法)=1000 pF(皮法)
不同的材料介质,容纳电荷的能力不一样。电容的充放电是基于静电力的,不涉及化学反应变化,比锂电池更安全一些。
电容器的作用:
阻止电压的突变, 储能,滤波(大电容滤低频,小电容滤高频)。
玻璃电容:使用玻璃作为介质的电容器,具有高温稳定性和低损耗等特点,常用于高频和高温环境下的电路中。
钽电容:使用钽金属作为电极的电容器,具有小尺寸、大电容量和高频特性等优点,常用于微型电路中。
薄膜电容:使用金属膜或金属箔作为电极的电容器,具有高精度、稳定性好等特点,常用于高性能电子器件中。
铝电解电容:使用铝箔和电解液作为电极的电容器,具有大电容量、低成本等特点,常用于低频和直流电路中。
云母电容:使用云母作为介质的电容器,具有高精度、高频特性等特点,常用于精密仪器和高频电路中。
空气电容:使用空气作为介质的电容器,具有高精度、稳定性好等特点,但体积较大,常用于高频和高压电路中。
陶瓷电容:使用陶瓷作为介质的电容器,具有小尺寸、高频特性和高温稳定性等优点,常用于电子设备中。
可调电容:具有可变电容值的电容器,常用于无线电和调谐电路中。
金属纸电容:使用金属化薄膜作为电极的电容器,具有高精度、稳定性好等特点,常用于高性能电子器件中。
超级电容:也称为电化学电容器,具有高能量密度、高功率密度和长寿命等特点,常用于储能系统和电动汽车中。
注意电容区分正负极,接错会爆炸,如上图针脚长的为正极,短的为负极。
电与磁
电和磁可以互相转换。
发电机和电机相反。通过旋转磁场,发电机可以转换机械能为电能。
电感器
主要作用是防止电流突然增高或降低
电感可以作为电路稳定器的一部分,通过抵抗电路中电流的变化,保持电路的稳定性和可靠性。
无论什么样的电感内部都是线圈
电感与电阻
理想的电感不损失能量
电感: 电磁感应元器件,电会产生磁场,磁场又会抵制电流的变化。理想的电感没有能量损耗。
跟电阻不同,电阻阻碍电流,发热。
电感的单位
H(亨),它和电容一样,也是一个很大的计量单位,另外还有毫亨mh、微亨uh、纳亨nh
LRC振荡电路
闭合电路电感通过磁场存能量 断开电路电感继续正向放点到电容 电容攒满反方向放电 电流震荡流动。现在大部分都用软件实现
保险丝,熔断器
保险丝,顾名思义就是保护不受伤害的丝 哈哈哈开个玩笑以前的电闸上会有一根很软的银色的裸露电线 那个就是保险丝 当电流过大的时候会熔断保险丝保护电器和人的生命。
熔断器与保险丝类似,与保险丝不同,熔断器通常可以重复使用。熔断器的另一个优点是它们通常比保险丝更快地响应电气故障,因此能更好地保护电路。
接插件
排针排母
可以通过杜邦线轻松连接
杜邦线
公头是针,母头是洞(咳咳别误会啊)
开关
控制电路打开和关闭
板对板连接器
用于连接不同的电路板
香蕉头,鳄鱼夹
方便接插
IC插座
方便更换IC芯片
蜂鸣器
蜂鸣器分有源蜂鸣器和无源蜂鸣器, 源是震动源。有源蜂鸣器插电就叫, 无源蜂鸣器插电不叫,需要一定周期的高低电压信息给他,他才会叫。
万用表
万用表是一种电子测量仪器,可用于测量电压、电流和电阻等电学量。它通常具有多个量程和功能,可以通过旋钮、按钮或选择开关进行选择。
万用表测电阻
1.预估电阻阻值
2. 调整到合适的欧姆档位
3. 把万用表的笔的两端接到电阻的两端
4. 读取万用表显示的数字
万用表测电压
1.预估测试的电压
2. 调整到合适的电压档位(注意区分直流,交流)
3. 把万用表的笔的两端接到供电电源的两端
4. 读取万用表显示的数字
万用表测电流
1.预估测试的电流
2. 调整到合适的电流档位(注意区分直流,交流)
3. 把万用表的笔的两端串联到电路中
4. 读取万用表显示的数字
由于身边没有万用表,等我回家再做补充。
模拟电路软件circuit JS
Circuit JS是一个使用JavaScript编写的电路仿真器,它允许用户创建和模拟各种电路,包括数字和模拟电路。
以前的服务器挂了 新买的站点弄了半天才弄好 在线版已经搞定
欧姆定律
演示电压电阻的关系
电阻
计算电阻串并联的阻值
电容器
观察电容器的充放电
电感器
观察电感器对电流变化的阻碍作用
LRC振荡电路
利用电容和电阻组成振荡电路
和上面一样
分压器
电阻分压,观察不同位置的电压
可变电阻
电阻可以拖动改变大小
电位器
拖动电位器,电位器的电压会发生变化
戴维宁定理
任何复杂电路可以等效为一个电压源和一个电阻器组成
诺顿定理
任何复杂电路可以等效为一个电流源和一个电阻器组成
基尔霍夫定律
对于电路中任一节点,流入节点的电流之和必等于流出该节点的电流之和
继电器
继电器是一种电气元器件,它通过接受一个电信号来控制另一个电路中的电压或电流。继电器通常由一个磁铁和一个电磁线圈组成。
二极管
二极管是一种电子元件,它由两种不同类型的半导体材料制成。这些材料被安排在一起,形成了一个名为 P-N 结的结构。这种结构使得电流只能沿一个方向通过二极管,而另一个方向则无法通过。
三极管
三极管有三个区域,所以它被称为三极管。这三个区域分别被称为发射极、基极和集电极。
当在三极管的基极输入电流信号时,这个信号可以控制三极管的集电极和发射极之间的电流流动。这样的话,我们就可以通过改变输入信号的电流来控制输出电流的大小。
三极管常常被用来放大电信号,例如在无线电和音频放大器中。它们也可以用来控制电路中的电流,例如在电子开关和电源电路中。
低压通 高压通
比较器(运放)
运放一般是通过比较输入信号的电压大小来产生输出信号的。在运放的差分输入端口,通常会接入两个电压信号,一个是(+IN)的电压,一个是(-IN)的电压。运放会通过放大、比较这两个电压信号的大小关系,然后产生一个输出电压信号
反相门(非门)
简单来说 输入高电压输出低电压 输入低电压输出高电压
或非门
或非门(NOR gate)是电子电路中常见的一种逻辑门。或非门的输出信号取决于所有输入信号的状态,但是只要有一个输入信号是高电平,那么它的输出信号就会是低电平;只有当所有的输入信号都是低电平时,它的输出信号才会是高电平。
简单来说只有输入的两端都是低电压时输出才是高电压 其他时候输出都是低电压
双稳态触发器
1. 有两个稳定状态低电压0态和高电压1态;
2. 能根据输入信号S将触发置成0或1态;
3. 输入信号消失后,被置成的0或1态能保存下来,
4. 即具有记忆功能,直到R端高电压重置为止。
输出的电压根据你第一次输入的电压相关,具有记忆功能,直到R端被高电压电压重置。
完结撒花✿✿ヽ(°▽°)ノ✿
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