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1、问题答案一、电子元件(一)问答题答案:1.导线或传输线有长短之分,其主要区别就在于传输线的线长l 与所传送的信号波长之间的关系:当 l 10 时,导线或传输线称为短线,此时传输线的分布参数可不必考虑,它可做无损耗、无相移的短线对待。当 l10 时,导线或传输线称为长线,此时传输线的分布参数(电容、电感等)必须考虑。在()中、低频电路实验与设计时,所采用的导线均可视作短线。例:频率为100KHz的信号,其波长入=3*108/5= =3*108/105=3000m,/10 =300m,故此频率下电路实验所用的导线均为短线。2.一根直导线,既有电阻也有电感,其电阻又分直流电阻与交流电阻,直流电阻随导
2、线长度增加而增加。而交流电阻由于趋肤效应,随工作频率的升高而加大。如直径为0.644mm 的裸铜线,其直流电阻约为0.061 /m,工作频率升至10MHz 和 100MHz 时,其交流电阻便由0.47/m增至 2.2/m,增幅是甚大的。直导线的电感量也是存在的,通常1cm 的导线其等效的电感量约为(18)nH,此值随直导线直径减小而增大,随导线长度增加而增加。3.高频信号电流流经导线时,会出现“趋肤效应”的物理现象即随着工作频率的升高,导线中的电流密度在导线截面上的分布,将由直流状态时的均匀分布,逐渐向外表面扩张,导线中心部分的电流将趋于0,使得导线实际上(等效成)为一环形导体,从而使导电的实
3、际导电截面大大减小,使导线的实际电阻(交流电阻)大大增加,频率越高,这一现象越加明显。4. 双绞线的工作频带更宽,能传送更高频率的信号。固为双绞线间的分布电容要比平行双线小得多,且其分布参数有抵消作用,故这些参数对高频信号的影响甚小。计算机网络用线通常均选用多组双绞线,其频带宽度可达数百MHz 或更高,音频信号、电话线路可用平行双行,其频带宽度可达数千赫兹至百千赫兹。5.双绞线能传送更高的数据码率,理由与应用同上题解答。6.这主要是由于平行双线间的分布参数(电容、电感等)对矩形波状中所含高频分量的衰减而造成的,一个矩形波的前后沿是否陡直是与其所含高频分量有关,前后沿愈陡直则所含高频分量就愈丰富
4、。而传输线的等效电路具有低同性质,其示意图如图1.1 所示, (图中电感、电容均为传输线的分布参数)很显然,此低通电路就将矩形波中的、高频分量给滤除或衰减了。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 - - - - - - - - - 7.同轴电缆又称同轴传输线,其断面如图1.2 所示意,同轴线的外皮(层)为绝缘层,贴近外皮的为金属网状导线,可起屏蔽作用(使用时长接地),经填充材料后,中心为金属导线。同轴电缆的特点是信号的辐射损耗小,特别是在高频工作时更为
5、明显;它的结构牢固,工作稳定,外层绝缘性好,可在地下、水下工作,同轴线的特性阻抗常为 50、75、100、150多种,工作频率范围甚宽(几十MHzGHz) 。8.如果传输线的特性阻抗,Ec与负载阻抗EL相匹配,即满足Ec=EL条件时,传输线上就只有入射波而无发射波,此时负载能吸收最多的有功功率,传输线上的这种状态称为行波状态。 行波状态下, 传输线任一点上的电压与电流均同相,其比值即为特性阻抗Ec。9.如果传输线的终端开路(EL=)或阻抗不匹配或只接线电抗元件,则传输线上除了入射波外,还有反射波存在,这反射波与入射波叠加,在传输线上就形成了电压和电流的波腹和波节,这样的传输状态就称为驻波状态,
6、驻波最大值的点称为波腹,最小值的点称为波节,若波节点之值为零则称为驻波,EL=时产生的驻波为全驻波。10 驻波系数的定义为:=驻波的最大值(波腹)驻波的最小值(波节)传输线匹配,即Ec=EL时, =1 ,信号能量作最佳传输;在 EL=,即负载开路时,=,负载不吸收任何功率;在ECEL,即阻抗不匹配时,1,负载不能很好的吸收所传送的能量,而将部分能量(信号)反射至信号源,此时若信号源内阻又与传输线的特性阻抗不匹配。则信号源又将反射波再次由信号送至负载,如此可形成多次入射、反射、再入射、再反射,iiiiii而再入射的信号主要比前次入射信号有了时间上的延迟。在电视机的天线阻抗、传输线的特性阻抗、电视
7、接收机的输入阻抗(一般为75)二者不相等,即有上述现象发生,严重时会在屏幕图像上形成重影(驻波干扰)。固此电视机对输入端的驻波系数要求较严,一般应小于(23) 。11 三个发光管均发光,且亮度一样。原因在于:传输线工作在阻抗匹配条件下,传输线处于行波状态,传输线上任一点的电压值均相同,电压电流比值为常数Ec(传输线的特性阻抗)。12.三个发光管的发光情况不一样,位于0.25m、0.75m 处的发光管不发光,位于0.5m名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 22
8、页 - - - - - - - - - 处的发光管能发光,且最亮,原因在于:有示意图1.3 可见:传输线长正好与信号波l长相等,而负载开路此处应为电压之波腹、电流之波节,据此0.5m 也为电压之波腹,0.25m、0.75m 处为电压之波节,波腹处电压最大,故发光管最亮,而波节处电压最小(近于零),故发光管不亮。13 其输入阻抗的表达式为:tantanLLiEjEclEEcEcjEl=+?+式中EC-为传输线的特性阻抗EL-为传输线的终端负载阻抗l-为传输线的长度=2 /-为传输线的相移常数,式中为工作信号的波长。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -
9、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 14.输入阻抗特性曲线可知(见图1.4)终端为开路的l=/4 的无损传输线,其输入阻抗Ei=0,相当于短路。终端为短路的l=/4 无损传输线,其输入阻抗Ei=,相当于开路。这样的 /4 的短路线在电路中可作元件的支架,另外若用无穷多根这样的/4 短路线可构成一封闭谐振腔,谐振腔是一种微波元件。15.输入阻抗特性曲线可知(见图1.4)终端为开路的l/4 的无损传输线,其输入阻抗等效为一电容;终端为短路的l/4 的无损传输线,其输入阻抗等效为一电感;这种结构的传输
10、线的等效或等效电感常用作超高频调谐电路中的调谐元件,如电视机UHF高频调谐的电路中就有这样的实例。16.输入阻抗特性曲线可知(见图1.4)终端为开路的 /4 /2 的无损传输线,其输入阻抗等效为一电感;终端为短路的 /4 /2 的无损传输线,其输入阻抗等效为一电容;这种等效的电感或电容同样可用作超高频调谐电路中的调谐元件,在电视机UHF高频调谐名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 的电路中也有此应用。17.此电视机的
11、输入系统未实现阻抗匹配-一是天线阻抗与传输线间的不匹配,二是传输线与电视机输入阻抗间的不匹配,这种不匹配造成了信号功率不能很好的向负载(电视机)传输,使电路出现驻波状态,由于传输线的两端的阻抗均不匹配,结果造成的信号入射、反射、再入射、再反射的多次接收,使屏幕图像出现多道重影。iiiiii解决的办法:将天线与电视机间的传输线由300的扁平线换成75的同轴电缆即可。18. 10cm 长,直径为0.4mm 的电感量按下式求出:40.2 (2.3lg41000.2100(2.3lg)0.41230.75)0.75lLldnHnH=-此导线在 f=100 KHz 、100MHz、1GHz的感抗按计算分
12、别得:0.077、 77、 770。很显然,在高频或超高频工作时,一般导线决不能当作一短路线对待。19.电阻的主要技术系数有:阻值、允许误差(精度)、额定功率、尺寸(体积)、频率特性、温度系数等。20从使用角度区分,电阻长分一下几类:同轴电阻(膜电阻)这类电阻又常分为碳膜电阻和金属膜电阻两类。片状电阻(即LL 电阻)这类电阻由常分为“薄膜型”和“厚膜型”两种,应用较多者为后者。特殊电阻常用的有线绕电阻、水泥电阻、热敏电阻,保险电阻等多种。21. 碳膜电阻的特点:成本低、粒度较低、最高只能做到5% ,负温度系数。金属膜电阻的特点:粒度较高、最高可做到0.2%0.1%,正温度系数。与碳膜电阻相比,
13、 等阻值金属膜电阻的体积要小将近一倍,另外其稳定性能也更好,故得到广泛应用。22.片状电阻是一种无引线电阻,(Lead-Less电阻),简称 LL元件,片状电阻也分 “薄膜型”和“厚膜型”两种,而应用较多者为后者,与“薄膜型”相比,厚膜片状电阻的功率容量较大,且高频噪声较小,与同轴电阻相比,片状电阻的体积要小的多,其应用已愈来愈少。23.体积较大的同轴电阻(倒1/8W的功率以上)阻值常用直接标注法,即在电阻体上直接用数字标注电阻的阻值与粒度,这种标注简捷而明了。1/8W 功率以下碳膜电阻的阻值常采用四色色环标注法,其前例如图1.5 (a)所示。1/8W 功率以下金属膜电阻的阻值常采用五色色环标
14、注法,其前例如图1.5 (b)所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 24.各色色标的含义如表1-1 所示:表 1-1色环标注法的含义色环色序第 1 环(靠近电阻一段)数值第 1环数值第 3 环第 4 环第 5 环为 5 色环法电阻误差4 色环法为 0 的个数5 色环法数值4 色环法电阻误差4 色环法为 0 的个数黑0001000101111011101%红2221022102%橙3331033104441044
15、100.5%绿55510550.2%名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 表 1-125.片状电阻阻值的标注通常有3 种方法,其具体含义如表12所列。表 12片状电阻阻值的标注法26.用猛铜、康铜、镍铝电阻丝在陶瓷、树脂等绝缘材料制成的圆柱或薄片骨架上绕制、引线、封装而成的电阻器,即为线绕电阻。线绕电阻的特点是精度高,功率容量大 (从瓦级至几十瓦级甚至更高),缺点是体积大,并具有较大的寄生电感,不适用中高频电子电路。
16、另外还有一种无感线绕电阻,这是以双线并绕工艺而制成的一种线绕电阻,这种电阻基本上不存在寄生电感,同时也能防止外侵干扰,性能较好,常用于精密仪器制造,市售不多见。27.用镍铬合金电阻丝,在长方形云母片骨架或圆柱形陶瓷骨架上间绕而成,再以铜线两端引出,并以白水泥浇灌封装而成的电阻器即为水泥电阻。水泥电阻的特点是:功率容量大、耐热、结实、寿命长,使用于大功率场合,但由于是线绕结构,故存在寄生电感。蓝6661066100.1%紫777107710888108810999109910110-5%110-5%银210-10%210-10%无色20%20%3 位数字标注法(XYZ )2 位数字后加R 法(
17、XYR )2 位数字中间加R法( XRY )释义X-表示阻值的第1 位有效数字Y-表示阻值的第2 为有效数字Z-表示前两位有效数字后“0”的个数,单位为?X-表示阻值的第1 位有效数字Y-表示阻值的第2 为有效数字R-字母 R表示前两位XY之间的小数点单位为 ?X-表示阻值的第1位有效数字Y-末尾数字表示该电阻阻值小数点后的有效数字R-字母 R表示 X、Y间的小数点单位为 ?示例例 1:275-2700000?=2.7M?例 2:10010?例 3:10310000?=10K ?例 1:51R-5.1?例 2:10R-1.0=1?例 3:47R4.7?例 1:5R15.1R例 2:4R74.7
18、?例 3:9R19.1?说明通常为大阻值标注通常为小电阻阻值标注名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 28.保险电阻是一种计型双功率元件,它既有普通电阻的限流降压功能,又有保险丝的熔断功能,近年来已广泛应用与电视、DVD、扩音机等音视频家用电器中,保险电阻有分类:不可恢复型 -超过额定电流时,电阻快速熔断,切断电的通路,熔断后,此电阻不可恢复,必须更换。此类电阻的功率规格为0.25、 3W。阻值范围为0.2210K;
19、?可恢复型 -在过流状态时, 不做破坏性熔断,而是大电流骤然增大时其自身温度陡之上升,温度上升导致自身的阻值瞬时变得很大,使流过的电流大大减小,而起到保险(保护)作用。这种电阻对电网的电流流通、雷电、瞬间的静电干扰等均有较好的防护,一旦这些扰动过后,此保险电阻的29.电阻器在高频条件下工作,有两个重要因素必须考虑:一是电阻的两端引线以及电阻体的电感;另一是电阻体与电路中其它金属体,如底板、外壳等之间的分布电容。其中引线电感和电阻R 等效为串联联接,分布电容和电阻R域并联联接, 其等效电路模型如图1.6 所示:实例表明,一个两端引线各为10mm,电阻体长为7mm 的电阻,其寄生电感(引线电感)约
20、为 17.65nH。30.在中低频,乃至高频工作时,由于引线电感,分布电容所起的作用甚小,故其电流、电压是同相的,二者间无相位差,但在超高频(300MHz 以上)工作时,这些分布参数不可忽略,其电压、电流之间的相位就会不再相同。31.电阻上所产生的噪声属于热噪声,也称其父噪声或白噪声,它的频谱范围是非常宽的。电阻所产生的噪声大小与电阻值R,温度 T, 噪声带宽与有关,其表达式为:Nf24nnUKTRf=式中 K为波尔兹曼常数,其值为,231.3810/JK-T为电阻的绝对温度,为电阻两端所产生的热噪声电动势的均方值。2nU32.阻值随温度变化而变化的电阻称为热敏电阻,此温度包括环境温度和自身的
21、温升。热敏电阻通常分如下三类:Pt 热敏电阻 - 这是由贵金属电阻铂( Pt)为敏感元件的薄膜型热敏电阻。其特点是精度高、灵敏度高、线性度好(在室温至范围内)坚固可靠,但价格昂贵。01000CPTV热敏电阻 - 这是一种应用十分广阔的正温度系数热敏电阻。其阻值在常温下只有几欧姆或几十欧姆,但温度升至自身的“居里点”时(可在之间选择),其阻值030300C名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - 能在 12 秒钟内急剧升至
22、几百欧姆至几千欧姆,另外PTV元件的额定功率很大,可达几百至几百瓦。NTC热敏电阻 - 这只一种应用甚为广泛的负温度系数热敏电阻,其负温度系数一般为,在温度为的常用温度范围内,NTC元件的阻值随温度是02%6% /C-050C-0250C线性状态变化,附近阻值约为数千欧姆,而在时,阻值可降至几十欧姆,另050C-0250C外 NTC元件的额定功率很小,约为mw级,不能承受过大电流。NTC 元件常用于温度测量和温度控制的设备中。33.一种一半导体为材料,电阻值能随光照强度变化而变化的电阻,其特点是灵敏度高、光谱响应范围宽、抗过载抗震动冲击能力强,机械强度好,体积小、重量轻、寿命长。光敏电阻一般分
23、为两大类:可见光敏电阻 -应用十分广泛不可见光敏电阻-它又分为红外光光敏电阻和紫外光光敏电阻通常光敏电阻的阻值是随光照强度增强而减小。34 力敏电阻也称电阻应度片,应度片、电阻片。这是一种阻值随外加压力、拉力、重力、应变、加速度、位移等物理量变化而变化的力敏元件。请注意:力敏电阻不是压敏电阻。常用的电阻应度片分为两类:金属箔式电阻应度片-主要用于测量纵向拉伸应力,性价比高,应用广泛;金属薄膜式电阻度片-性能好、品质优良、制造工艺要求高。35 压敏电阻是一种对外加电压(不是压力!)的变化而产生敏感效应的特中电阻,其阻值的变化一般与外加电压的变化成反比关系,即当外加电压升高时,其电阻值将下降。常用
24、的压敏电阻有二种:硅( Si)压敏电阻 -为低电压(最低0.55V)工作的小型非线性电阻,工作时能吸收和抑制过电压脉冲,对电路能起保护作用。在电路中不可稳压、限幅、非线性补偿之用。硅压敏电阻具有负温度系数特性。氧化锌压敏电阻-应用极其广泛,其非线性特性明显,限幅特性良好,在高压状态下耐压浪涌电流的能力强,能限制电路自身产生的或外部侵入的异常电压冲击,从而能对相关电路与元器件起保护作用。另外它还有响应速度快、漏电流小、电压范围宽、性能稳定、体积小、价廉等优点。36.阻值随周围环境中某些气体(如一氧化碳、甲烷、丁烷、乙醇等被测气体)浓度变化而变化的电阻器称为气敏电阻。气敏电阻通常为半导体敏感元件,
25、是由非线性化学配比的具有气敏效应的金属氧化物半导体材料以独特工艺、高温烧结而成, 它有 N 型和 P型两种类型。图1.7 是气敏电阻工作的典型电路。图1.8 是 N 型气敏电阻的敏感特性曲线。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 22 页 - - - - - - - - - 图 1.7 的电路中:AB两端外接正的直流电压,电压范围为540V,灯丝 ff 的外接直流电压不分正负,电压范围为 4.55.5V,在常态下,气敏电阻的阻值较大且较稳定,此时输电电压较小,约
26、0U为 0.2V 左右,当被测气体丁烷类的浓度增至1%时,气敏电阻的阻值随之减小,使输出电压增大(至2V) ,动态响应时间约为5 秒左右。0U37.电感是一种电磁物理现象的表述:当一线圈(或导线)通过直流后,使在线圈中(或在导线四周)产生磁通(磁力线),此磁通量的大小与电流I 的强弱、线圈匝数的多少等因素有关,其表达式为:NLI?=名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 22 页 - - - - - - - - - 故NLII?=式中:为磁通量,为磁通, N 为
27、线圈匝数, I 为流经的电流,系数 L即为电感(即自感),?故电流是通电线圈中磁通量链与所通电流之比的值。38.在线圈中电流较小时,电感值为一常量,在线圈中电流较大时,由于出现磁饱和现象,其电感值将会减小,为一定量。这一现象可以用线圈的磁化曲线来表述,如图1.9 所示。图中, OA 为线性段, L为一常量, AB为非线性段, L随电流加大而减小。电感为常数的线圈常用于选频, 滤波等 LC回路中; 而非线性电感常用于补偿电路(如电视机行输出级的锯齿波线性补偿)或振电路中作可变电感。39.它们间有密切关系(微分与积分关系),其表达式为:,-电压是电流的微分2diULdt= -,-电流时电压的积分1
28、iudtL=40.电感器电抗值的计算式如下:2LXjwLjfL=()?式中, f-为工作频率,单位为Hz-为电感器的电感量,单位为HLj- 为虚数,表明电感两端的电压在相位上超前电流09041.单层空心线圈电感量的近似计算公式如下:(单位为H)20N DL=100L +44D式中: N-线圈的匝数D-线圈的直径(外径,单位为cm)线圈的轴线长度(单位为cm) ,设计时,常取=D,线圈的Q 值最佳。0l0l例 :N=10,=D=1.4cm则 L=0.7H0l名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -
29、- - - - 第 11 页,共 22 页 - - - - - - - - - 42.电感线圈是由金属导线绕制而成,匝与匝之间是绝缘的(空气或介质)故此线圈的匝间就存在电容(称分布电容)。如图 1.10 所示意,此分布电容小,但在频率足够高时,它将其不良作用,图中r 为电感的损耗电阻(也是分布参数)每一电感线圈均有一谐振频率,其值约等于电感值与其分布电容的并联谐振频率。外加频率低于字谐振频率,此电感线圈仍呈电感性质,若外加频率高于自谐振频率,则电感线圈就成为电容性质了。43.电感线圈的品质因素是一主要技术参数,它是衡量电感线圈能量损耗大小的一个主要指标,也是计算LCR选频回路通带宽度的一项主要
30、参量。就实质而言,电感线圈的Q 值应为存储能量(磁能)与其损耗能量(在电阻上的损耗)之比,据此可直接写出r,L串联电路与 R,并联电路的Q 值计算公式:L11=LQrwcrrC=串RCQCRRLL=并上式表明:在串联电路中,电阻r 愈大,则损耗的能量愈多,Q 值即愈小。在并联电路中,电阻R 愈大,则损耗的能量愈少,Q 值即愈大。还需说明:上述等式后面电容C的部分是考虑到电容C与电感 L 的串并联回路Q 值的计算,其有关分析以后章节会有论述,这里先一并列出,以观全貌。44.电感上存储的是磁能,它与所流经的电流大小有关与电感量的大小有关,其计算式为 :212Li=45.6626.281010010
31、628LXLfL-=?26286.28100LfLrQQ=?10062862.8RQ LK=?或结果相等。210000 6.2862.8RQ rK=?46.在线圈中插入设置高磁导率较磁性材料而制成的电容器,即称为磁心电感。插入磁性材料后, 会给通过线圈的磁力线提供一个磁阻极小的磁通路,从而增大电感量。根据磁心是闭合式结构还是开路式结构,磁心电路又分为闭路式电感和开路式电感两大类。闭路式磁心电势-磁力线的磁通路由磁性材料通路与空气通路构成,特点是体积小,Q 值较高,电感量也比无磁心时增大(但不是很大),常见的接受机磁性天线、中频变压器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - -
32、- - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页,共 22 页 - - - - - - - - - 等均为此类。47. 加入磁心后 -电感量加大,Q 值提高。加入铁心后 -电感量加大,但由于铁心由涡流损耗,故Q 值下降;加入铜心后 -电感量减小,由于铜心有较大的涡流损耗,故Q 值更低。48.主要有如下几点:选用较粗的导线或多股线或镀银线,尽可能减小导线引起的损耗和高频工作时趋肤效应引起的不量作用。优化线圈的结构,使其直径、长度为最优值。设置高磁导率软磁材料磁心,以增大电感量,提高Q值。采取屏蔽措施,尽量减小磁力线的损失。49.其正北方位
33、处某接收机的磁性天线线圈应水平东西放置,其主要原因是:垂直于地面的发射天线所发出的磁力线方向是水平扩散的,故接收天线线圈应置于水平位置,才能使水平的磁力线进入线圈,线圈东西放置,使线圈与磁力线相切,被更多的磁力线通过线圈,获得更多的能量,天线线圈放置的示意图如图50.互感是两载流线圈间磁势(磁力线)相互联系(作用)的一个物理现象,也可认为是一个通电线圈所产生的磁力线对另一个线圈影响的物理量。互感表达式:211212MII=式中,-电流在线圈 1 中产生的磁通链中耦合至线圈2 磁通链的数量;211I11-电流在线圈 1 中产生的磁通链中耦合至线圈的磁通链的数量;122I22,-流经线圈1,线圈
34、2 中的电流。1I2I名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页,共 22 页 - - - - - - - - - 互感线圈的示意图如图1.12(a)所示:51.若两个电感线圈的绕向一致,则二者的始端为同名端,二者的终端也为同名端,如上题图中的A 端与 C端, B端与 D 端即为同名端。两个线圈的同名端一般用一“”或“”?号标出。若两个电感线圈的绕向一致,则一个线圈始端与另一个线圈的终端即为异名端,如上题图中的 A 端与 D 端、 B端与 C端即为异名端。同理,两个绕向
35、相反的线圈,其一个始终与另一个终端即为同名端。52.根据电磁感应定理,可以证明互感线圈上的电压极性为:同名端的电压极性是相同的(同为正或同为负);异名端的电压极性是相反的。53.一个通过交变电路的线圈,必定会有变化的磁力线耦合至全部的另一个(或多个)线圈,因而会在另一个线圈的两端产生互感电动势,此互感电势的计算式为:dieMdt= -式中: M-两线圈间的互感量,单位为H(亨)-为通电线圈中的电流变化率;didt负号“”-表明此互感电动势是在反对磁力线的变化。-54.耦合系数是表明两线圈间磁力线耦合程度的一种参量,其计算公式为:名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -
36、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页,共 22 页 - - - - - - - - - 12MkL L=若则为全耦合(理想耦合),表明初级线圈所产生的磁力线一根不落的全部耦合至1k =次级线圈。通常,耦合系数值均为小于1.k55.在工作频率为1MHz 以下(中长波)时-大多使用锰 -锌铁氧体磁性材料;在工作频率为1200MHz 时-大多数用镍 -锌铁氧体磁性材料;在工作频率为200MHz 以上时 -则使用超高性软磁铁氧体材料,如镁 -锌铁氧体磁性材料、锰 -镁-锌铁氧体磁性材料、铜-锌铁氧体磁性材料、铜-锌-锰铁氧体磁性材料、镍
37、-铜-锌铁氧体磁性材料等多种,另外还有平面型六角晶系列铁氧体材料等。56.线圈中磁心或铁心间常留有间隙(空隙)的主要原因是增大整个磁路中的磁阻,从而使磁路中的磁通量适当减小,即磁通密度(即磁感应强度)适当减小而避免磁饱和现象,而保持线圈的电感量不减小而为一常数。57.-磁通,单位为韦伯(Wb)或为伏秒();?()VS?-磁通链,在一些文献中,它与通用,单位为韦伯;?-磁场强度,为一矢量,是计算磁场时的一个物理量,单位为,H/A m-磁感应强度,表征磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量,单位为特(斯拉),B即韦伯 /平方米() 。上述参量之间的关系式有:2/Wb m(为磁导率 )BH=B=SBS?
38、=?或(N 为线圈匝数 )=N?(e 为感应电动势)eNdt= - ?58一铜心(铜材料制成)代替磁心或铁心的电感线圈,呈铜心电感,通常以调节铜心在线圈中的位置来调节磁路的磁阻,继而调节了磁路中的磁通量,从而达到控制电感量大小的目的。 由于铜心电感在高频条件下,有较高的调节灵敏度,故常用于电视机中频调谐和高频滤波。59.贴片电感即为无引线的微型电感,使用时采用粘贴焊接法使其紧贴与线路板之上,贴片之意即来源于此。此类元件的最大外型尺寸约为3.2mm,磁心为闭合磁心,其体积甚小,线圈匝数不多, 故电感较小 (约 0.0 几至几十的范围) ,Q 值也较低(2050 之间 ) ,HH其允许电流较大(在
39、5300mA 之间) ,自身固有频率在10MHz320MHz 之间。60.贴片电感的参量标注常采用数字加英文字母来标注,单位为,其中:HR-表示小数点;K-表示允许误差为10%名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页,共 22 页 - - - - - - - - - M- 表示允许误差为 20%例R15K-表示电感的标称值为0.15,误差允许为 10%H3R9K-表示电感的标称值为3.9,误差允许为10%H068M- 表示电感的标称值为0.068,误差允许为20%H1
40、00K-表示电感的标称值为10,误差允许为10%H61.磁心固定,不可调节位置的磁心电感一般称为固定磁心电感,通常它又分为两大类:磁开路固定磁心电感-所谓磁开路是指电感线圈的磁通回路是由磁心与空气构成的。其电感量的范围较宽 (0.1522), Q 值在 4060 之间,工作电流较大(50mA1.6A),HmH工作频率较宽(80KHz40MHz) ,主要产品类型有LG1、LG2 、LG4等。磁闭路固定磁心电感-指电动势线圈的磁通回路均由磁路构成(均在磁心材料中流通),这种电感的特点是电感量大,在相同电感量的条件下,所用的线圈匝数少,故Q 值较高。此类电感应用较广,如磁环电感, 常用于高频收发信号
41、机,磁盒(罐)电感常用于滤波电路,双孔(多孔)磁心电感常用于电视机的阻抗变换电路及分配器或多分配器中。62.磁开路固定磁心电感的参量有多种标准方法,如:直接标注法 - 直接将电感量及所允许的误差用数字及相关符号标注在电感体上;色环标注法 - 方法与电阻色环标注法相同,此类电感也称色码电感;四位或五位符号标注法- 常用于LGA型固定磁心电感,例1R8K-电感量为 1.8,允许误差为10%H5R6M-电感量为 5.6,允许误差为20%H331K-电感量为 330,允许误差为10%H330M -电感量为 33,允许误差为20%HR560K-电感量为 0.056, 5t,允许误差为10%HmHR821
42、M-电感量为 0.82, 820,允许误差为20%HmH63.电容器是一种能储存电荷(电场能量)的部件,小至两根导线间,大至两块金属平板间均能存储电荷(电能) ,故它们间就形成一个电容器。设平板的面积为S,其间距离为d,其间绝缘体的介质系数为,则此平板电容器的电容量为:SC=d64.它们间的相互关系为:0tqCUidt=名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页,共 22 页 - - - - - - - - - ()dqd CUdUiCdtdtdt=001tUidtC=
43、说明:电容中所流电流i 与外加电压的变化率成正比。若电容的外加电压为直流,则流经电容的电流为零,此说明电容器对直流信号呈开路状态(切断直流通路)电容器是一种具有“记忆”功能的元件,它所存电荷只要无泄放通路,即可保存(即记忆) 。65.电容 C所存储的电场能的计算公式为:2( )012ttWuidtCU=66.通常可分如下几大类:电解电容 -全铝电解、钽电解、铌电解、合金材料电解等电解电容;膜介质电容-分有机膜介质和无机膜介质两类,前者如涤纶电容、聚丙烯膜电容、聚碳酸酯膜电容、漆膜电容等,后者有玻璃膜电容等。无机介质电容-主要包括,磁介质电容、玻璃釉电容、云母电容、金属化纸介电容等。独石电容 -
44、 体积小,但耐压较低(一般不高于63V)应用甚广。它也属于无机介质电容大类,是一种特质的磁介质电容器。气介质电容 - 常作可变电容,体积大,常作接受机的选合之用。67.铝电解电容是在两等宽铝箔之间冲以电解物质(电解液),形成极薄的氧化铝膜作为两极版间的介质,再卷绕封装而成,其结构比较简单。铝电解电容的主要特点有:有正负极之分,使用时不可按错;容量大,范围宽:其容量可从110000甚至更高,常用于电源的滤波,退耦及HH放大器器的耦合;漏电较大,即损耗较大,Q值较低;由于此电容是卷绕而成,故有寄生电感存在,只能用于低频电路,在高频电路中作滤波退耦时,它的旁边还应并接一0.1左右的无感电容(如独石电
45、容等)H压高的铝电解电容,其体积也大,价格也贵。68.钽电解电容又分固体钽电解与液体钽电解电容两种,前者是以多种工艺制成氧化钽薄膜层, 并在其上涂覆一层氧化锰固体电解质,再配以引线封装而成,而后者的不同之处是将液体电解质作为负极,再用银壳体密封而成,显然其成本要高于前者,钽电解电容的主要特点是:体积小、容量大,即“容量/ 体积”比大,目前已有贴片式钽电解电容(LL元件)用于手机电路中;性能稳定,漏电小,损耗小,Q值高;工作温度范围宽,使用寿命长,(工作温度一般为,优者可达);005585C-+0125C+容量尚难做的很大,范围约为0.1330,优者可达680) ;HHH名师资料总结 - - -
46、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页,共 22 页 - - - - - - - - - 耐压也不高,范围在之间,也有正负极之分;250VV价格稍贵,要高于铝电解电容;钽电解电容只要用于要求较高的电压基准电路、时基电路、测量运算放大电路,手机电路,精密遥控电路等电路中。69.铌电解电容是以氧化铌层再涂覆一层氧化锰固体电解质而成的一种电解电容器,其主要特点有:由于氧化铌的介电常数更高,故同样容量的铌电解电容器的体积更小,其“容量/ 体积”比比钽电解电容约大一个数量级;性能稳定,漏电小,绝缘强
47、度高,Q值大;工作温度范围宽,使用寿命长;有正负极之分;结构形式为贴片式封装,常用于手机等性能要求较高的的电路中;70.独石电容是一种特制的磁介类电容元件。它是钛酸钡为主的陶瓷材料制成薄膜,将多层此类薄膜叠压烧结、切割而成,其只要特点有:介质损耗小、Q值高,故可用于选频、滤波、振滤等高性能电路中;粒度高、稳定性好、可靠性高、耐湿性好;温度系数小,温度性能好,高温长期工作也不易老化(温度范围可达)0055155CC-+寄生电感小,频率特性好,故适于中、高频电路的要求;体积小、重量轻,但耐压较低,最高在63V 以下;容量范围较宽,约为几0.22pFF71.电容器的容抗(电抗)与工作频率、电容器的容
48、量大小有关,其计算式如下:12cjXj cfc-=说明:电容器的容抗与工作频率成反比,频率升高后,容抗随之降低,故电容器对直流的容抗为,相当于开路(断开);对很高的频率,其电容甚小。趋近于零,相当于短路,电容器的“隔直通交”即由此得出;但对于某些中高频电容器是即不开路,也不短路,而呈现为一阻抗,作为一有效电抗元件使用的(如振荡回路、选频,滤波电路);容抗随电容C的容量增大而减小,故电容器对低频电流的压降要大于高频电流的压降;-j的含义表明电容器上的电压相位要落后电流09072. 电容器上的电压是不能突变的(电流能突变),原因在于:电容器是一个装载电荷的容器,其两端电压是随电荷量的增多而升高的。
49、而电荷量的增多需要有一定时间的积累,其相应关系为:001U=tqidtcc=无损电容上电压与电流之关系可用矢量图1.13 来表述,它表明无损电容上电压的相位落后于电流。090名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页,共 22 页 - - - - - - - - - 73.根据上题电容器上电压与电流的关系式可知:根据电压为阶跃信号时,电容器的电流为指数衰减波形,终值为零;所加电压为正弦信号时,电容器上的电流为余弦波形。74.电容 C的两端有引线, 有引线就有引线电感 (
50、L) ,另外电容器还存在一定损耗(以表示) ,据此可画出一个电容器在高频工作时的电路模型,如图1.14 所示,很显然,在高频工作时,电容器已不是纯容器的元件了。75.根据电容器在高频工作时的电路模型(见上题图)可见,其等效阻抗随频率的变化而变化,其变化情况如图1.15 所示,很显然:在工作频率较低时,引线电感的作用可忽,电容器近似一纯电容(呈容性)在工作频率等于电容的固有谐振频率(自谐振频率)时,电容器呈纯电阻。sf在工作频率高于电容的固有谐振频率时,电容器呈电感性,此时的电容器就成一电感sf元件了。实际测量并根据Smith 圆图计算: 56pF的无引线瓷片电容器的固有谐振频率的约为213MH