模擬電子技術(shù)與實(shí)踐自主閱讀自主閱讀：電子學(xué)的入門基礎(chǔ)知識(shí)電子元器件--入門篇電路主要由各類電子元器件構(gòu)成，了解這些元器件是電子學(xué)的入門基礎(chǔ)知識(shí)，也是學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)電路的關(guān)鍵所在。因此，本書的每個(gè)項(xiàng)目都會(huì)安排電子元器件介紹，幫助大家直觀了解元器件的外觀、功能、參數(shù)等內(nèi)容。1生活中的電子元器件我們身邊所有的電器都是電子元器件的集合體。以智能音箱為例，如圖1所示，其內(nèi)部電路板包含電阻、電位器、電容、變壓器和集成電路等關(guān)鍵元器件。這些元器件協(xié)同工作，通過功率放大器將音源信號(hào)放大，最終驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。功率放大器利用三極管或場(chǎng)效應(yīng)管的電流控制作用，將直流電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號(hào)變化的交流功率，確保聲音信號(hào)能夠以足夠的功率推動(dòng)揚(yáng)聲器，從而在較大范圍內(nèi)清晰地重現(xiàn)聲音。智能音箱內(nèi)部電路板及元器件變壓器變壓器電阻揚(yáng)聲器電阻揚(yáng)聲器電解電容電位器電感

電解電容電位器電感圖1-1智能音箱與元器件1.2元器件電路符號(hào)由于電子元器件的形狀千差萬別，在電路圖中不宜直接用其外觀來表示，而是使用國(guó)際統(tǒng)一的電路符號(hào)來代表。如表1-1所示，其中給出了智能音箱中常見元器件的外觀及對(duì)應(yīng)的電路符號(hào)。表1-1幾種常見元器件的外觀及對(duì)應(yīng)的電路符號(hào)名稱標(biāo)志符外觀電路符號(hào)電阻R電容C電感L開關(guān)S二極管D三極管T各類元器件的名稱、外觀以及電路符號(hào)，需要我們?cè)诤罄m(xù)的學(xué)習(xí)過程中多次接觸，以此強(qiáng)化記憶。表1-1中列出了幾種電路符號(hào)的標(biāo)識(shí)符，例如，電阻的標(biāo)識(shí)符為“R”、電容的標(biāo)識(shí)符為“C”等。這些標(biāo)識(shí)符采用固定的字母或字母組合，用以代表元器件的種類。目前，無需特意去記憶這些標(biāo)識(shí)符，在后續(xù)的學(xué)習(xí)中，大家會(huì)在潛意識(shí)里掌握它們。標(biāo)識(shí)符在電路圖中用于標(biāo)記電路符號(hào)在圖中的序號(hào)。如圖1-2所示，每個(gè)電路符號(hào)旁邊都以“標(biāo)識(shí)符+序號(hào)”的形式來唯一代表一個(gè)元器件。有了“標(biāo)識(shí)符+序號(hào)”，就相當(dāng)于給每個(gè)元器件取了一個(gè)“名字”，而“名字”附近標(biāo)注的就是該元器件的型號(hào)參數(shù)。例如，電阻R200的阻值為10KΩ、電容C200的105表示容量為10×105pF=1000nF等。電路符號(hào)的引腳與實(shí)際元器件相對(duì)應(yīng)。例如，表1-1中電阻的電路符號(hào)左右兩端各有一條線段，這代表實(shí)際電阻器件的兩個(gè)引腳。再如，三極管的電路符號(hào)共有三個(gè)電極管腳，代表實(shí)際三極管器件的3個(gè)引腳。圖1-2本課程的音調(diào)控制電路原理圖電路中的常見參量---電壓與電流在電路之中，肉眼可見的是各類電子元器件和電路板，而不可見的唯有電壓與電流。對(duì)于這兩個(gè)物理量，我們?cè)偈煜げ贿^了。電流于電路中“穿梭”，電壓在電路節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)，二者共同體現(xiàn)著電路所執(zhí)行的功能。2.1電壓（voltage）電壓（voltage）描述的是電路中兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的電勢(shì)差，其單位是伏特，用大寫字母“V”表示。除“V”之外，還有千伏（kV）、毫伏（mV）、微伏（μV）等幾種常用單位，它們之間的換算關(guān)系為：1KV=103V=103×103mV=103×106μV（1-1）若要獲取電路中兩點(diǎn)之間的電壓，可使用電壓表或萬用表進(jìn)行測(cè)量。圖1-3展示了一個(gè)電壓測(cè)量的實(shí)例，使用萬用表的兩個(gè)表筆測(cè)量燈泡X1兩端的電壓，讀數(shù)為8.85V。由于電源V1、電阻R1和燈泡X1呈串聯(lián)關(guān)系，且已知電源電壓為15V，因此可得出電阻R1兩端的電壓為：VR1=V1-VX1=15V-8.85V=6.15V8.85V8.85V圖1-3電壓的測(cè)量2.2電流（current）如果導(dǎo)體兩端的電壓不為0V，那么導(dǎo)體中必定會(huì)有電流（current）通過。電流的單位是安培，簡(jiǎn)稱為安，用大寫字母“A”表示。除了安（A）之外，還有毫安（mA）、微安（μA）等幾種常用單位，它們之間的換算關(guān)系為：1A=103mA=106μA（1-2）若要獲取電路中某支路的電流，可使用電流表或萬用表進(jìn)行測(cè)量。圖1-4是一個(gè)電流測(cè)量的實(shí)例，萬用表在測(cè)量電流時(shí)需串聯(lián)接入電路，此時(shí)電源V2、電阻R2、萬用表以及燈泡X2呈串聯(lián)關(guān)系。圖中萬用表的讀數(shù)即為電路中的電流，其值為I=614.75mA，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。614.75mA614.75mA圖1-4電流的測(cè)量2.2.1基爾霍夫電流定律基爾霍夫電流定律告訴我們：流入電路某個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流之和和流出該節(jié)點(diǎn)的電流之和相等。請(qǐng)相信這是一條非常簡(jiǎn)單但是時(shí)刻都用得著的定律。如圖1-5所示，A點(diǎn)是電路的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，流入該節(jié)點(diǎn)的電流來自電阻R3，而從該節(jié)點(diǎn)流出的電流去向燈泡X3和X4。根據(jù)基爾霍夫定律，流入A點(diǎn)的電流之種與流出A點(diǎn)的電流之和相等，于是有：IR3=IX3+IX4?；鶢柣舴螂娏鞫善鋵?shí)可以這樣理解：某一節(jié)點(diǎn)流入多少電流，就需要流出多少電流，就根流經(jīng)水管里的水一樣的。AA圖1-5基爾霍夫電流定律的仿真實(shí)驗(yàn)2.3功率（power）功率（power）可由電壓和電流的乘積得到，如式（1-3）所示。如果電壓的單位為V，電流單位為A，則式（1-3）計(jì)算得到的功率單位為瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，用大寫的字母“W”來表示。P=V×I（1-3）除了瓦（W）外，還有千瓦（kW）、毫瓦（mW）等幾種常用單位，它們之間的換算關(guān)系為：1kW=103W=106mW（1-4）如果圖1-3、圖1-4測(cè)量的是同一個(gè)電路，那么可由燈泡X1兩端的電壓（VX1=8.85V）、流經(jīng)的電流（I=614.75mA），計(jì)算它的功率：PX1=VX1×I=8.85V×0.61475A≈5.4W2.4歐姆定律（Ohm’slaw）歐姆定律（Ohm’slaw）我們非常熟悉，它描述的是流經(jīng)導(dǎo)體的電流與其兩端的電壓成正比，即I=V/R（1-5）式中，R代表導(dǎo)體的電阻。將式（1-5）變換一下形式，還可以計(jì)算出圖1-4中燈泡的亮阻RX2（on）（點(diǎn)亮?xí)r的電阻值）：RX2（on）=VX2/I=8.85V/0.61475A≈14.4Ω串聯(lián)與并聯(lián)我們?cè)谥袑W(xué)階段就已接觸過串聯(lián)與并聯(lián)的概念。以圖1-4為例，電源V2、電阻R2、萬用表XMM2以及燈泡X2呈串聯(lián)關(guān)系，因此流經(jīng)它們的電流相等。而在圖1-6所示的并聯(lián)電路中，由電阻R3、燈泡X3、電阻R3和發(fā)光二極管D3組成串聯(lián)支路電路，這三條支路相互并聯(lián)。依據(jù)基爾霍夫電流定律，它們之間的電流關(guān)系為：干路電流I等于各支路電路電流I1、I2、I3之和，即I=I1+I2+I3。并且各支路的電壓均相等，都等于電源電壓，即V4=VR4=VX5=(VR5+LED1)=12V。I3I2I1II3I2I1I圖1-6并聯(lián)電路的測(cè)量仿真設(shè)計(jì)與分析為了鞏固、理解電路的知識(shí)，做好電路設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備，在每一章（除難點(diǎn)突破示例）中都安排了“仿真設(shè)計(jì)與分析”環(huán)節(jié)。在這一環(huán)節(jié)中，我們主要