一、基础电工知识_新闻中心_福州无为科技有限公司

为了对电源内部构造有一个较深入的了解，我们先来讲述下列最基本的电工知识：

1、电源的种类

电源的定义为：能够产生持续电流的设备（包括生物、化学等）统称为电源。

由此定义的电源种类相当多，下面只介绍我们常见的电源

直流电源

最常见到的直流电源就是干电池，我们的手机、MP3等就是使用这样的电源，直流电有两个主要的特点：一、有正、负两个极性之分，使用时不能接反。二、电压恒定不变。如1.5V的电池，输出电压为1.5V。下面是直流电源的电路符号及电压波形。

由上图可以看出，电池的电压波形是水平一条直线。电压不随时间变化，极性是正+的1.5V

要注意的问题是极性的正与负取决于接地端的选取点，上图的
┴ 为接地端，也就是零电势的选取点。高于此点的电压为正，反之，低于此点的电压为负。再看下图：

可见接地点选在电池的正端，电压波形极性变成负的。

交流电源

交流电源的定义：电源的正、负两极随时间t发生周期性变化，f为交流电的频率，T为周期。f=1/T

下面给出几个常见的交流电电压波形图：

由上图可看出，交流电的正负极随时间发生周期性变化，有的交流电，电压大小也在发生变化。我们常见的市电，就是正弦波。频率f=50Hz

2、欧姆定律

流入电路中的电流I与电路中的电压U成正比，与电路中的电阻R成反比，这就是欧姆定律。

I=U/R

3、电感和电容

电感是由漆包线绕制而成，通常为圆柱形，圆柱中心空的为空心电感，圆柱中心是铁氧体磁铁的为磁芯电感，圆柱中心是硅钢材料的为铁芯电感，分别用下列符号表示。

电感在通过电流时，会产生磁场。

电感最大的特性有两个：

第一、直流电可以畅通无阻地通过电感，而交流电受到电感的阻碍。这个特性使电感可以用作滤波器件。这个阻碍作用的大小用感抗R_L来表示。可理解为对交流电的电阻。

R_L=2πf L

上式的f为交流电的频率，L为电感的大小，单位为H（亨）。由此可见，f越大，R_L就越大，电阻越大。但当f=0时，即直流电，R_L为零，对直流电阻为零，这就是直流电可以畅通无阻地通过电感的原因。

第二，电感的电流不能突变。即电感上的电流不会从零突然变到某一数值（如1A），或从某一数值突然变到零。而是有一个缓慢上升或下降的的过程，这是因为电感中的电流变化时，电感自身会产生感应电动势（感应电压），这个感应电动势（感应电压）起到阻碍原电流的变化。

如果将感应电动势（感应电压），用另一个电感线圈引出来，就成为变压器。如下图：

电容器：电容器是由两个金属板组成，两个金属板之间有一定距离，如果在这个空间填入电解质容液的称为电解电容器，由于电解质有正负离子，因此，电解电容器有正负极性之分。如果在这个空间填入陶瓷材料，这种电容器称为瓷片电容器。由于陶瓷是绝缘无极性材料，所以瓷片电容器没有正负极性之分。

下面是两种电容器的符号。

电容器的特性

电容器（通常简称为电容）是用来储存电能的容器，先将电能储存在两个极板上（充电过程），再将电能释放出来（放电过程）。

电容有两个最大特点：

第一、交流可以通过电容，而直电不能通过电容。电容对交流电也有阻碍作用，这个阻碍大小用容抗R_C来表示，R_C可看作对交流电的电阻：

上式中的f为交流电的频率，C为电容的容量，单位为F（法拉）。

由上式可看出，当f增大时，Rc变小，所以频率越高的交流电越容易通过电容。当f趋向于0时，Rc趋向于无穷大，相当于绝缘体，所以当f=0（即直流电），不能通过电容。

第二、电容两端电压不能突变，即电容上的电压不会从零突然变到某一数值（如1V），或从某一数值突然变到零。而是有一个缓慢上升或下降的的过程，这是因为电容中的自身的充放电所造成的。这个现象使电容可作滤波器件。

4、变压器

变压器是由两个或多个电感绕在同一个磁芯或铁芯而成。而图所示：

变压器的作用是：在初级输入交流电时，在次级可变出不同电压的交流电，次级变出的交流电压可比初级输入的电压高（升压），也可以比初级的低（降压），但频率相同。即变压器不能改变交流电的频率。根据前面提到的电感特性可知，变压器不能用来变直流电。

5、二极管

二极管的符号如图所示。

二极管有两个极，一个正极（有又称阳极），一个负极（阴极）。

二极管的特性：二极管具有单向导电性。在正极加正电压，二极导通，电流可以通过二极管。如果在正极加负电压，二极管截止，电流不能通过二极管。这就是二极管的单向导电性，这个特性使二级管可用于整流或开关的电路中。

6、三极管和CMOS管

三极管的符号如图所示：

三极管有三个电极，分别为：基极、集电极、发射极。

三极管有两个重要的特性就是：放大和开关。我们这里只简单谈一谈开关，三极管用作开关时，可等效成如下图所示：

三极管的集电极和发射极可以看作一个开关，基极为控制极，通过控制基极的电流变化，可使三极管的集电极和发射极处于“开”或“关”的状态。

CMOS管

CMOS管和三极管非常相似，也有三个电极，分别称为：栅极、源极、漏极。如图：

CMOS管和三极管一样，具有放大和开关作用。两者区别在于，三极管是通过控制基极的电流来达到放大或开关的目的，而CMOS管则是通过控制栅极的电压来达到放大或开关的目的。所以又将三极管称为电流控制元件，而将CMOS管称为电压控制元件。

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