汽车电工电子技术：电路的基本元件

电路的负载中一般都包括电阻、电容、电感3 个基本参数。电阻参数起主要作用的元件称为电阻元件，如白炽灯、电炉等。电容参数起主要作用的元件称为电容元件，如电容器等。电感参数起主要作用的元件称为电感元件，如互感器等。电阻元件、电容元件及电感元件是电路中的基本元件。

1.电阻元件

导体容易导电，但对电流也有阻碍作用。在相同的电压作用下，通过不同导体的电流大小不同，说明不同导体对电流的阻碍作用也不同。电阻就是描述导体对电流阻碍作用的物理量，用符号R 表示。电阻的国际单位是欧姆，简称欧，用Ω表示。此外，常用的电阻单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），换算关系为

电阻实际上是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料和温度有关。通常在电子产品中所说的电阻是指电阻器这种电阻元件。电阻器是电子电路中使用最多的元件之一，在电路中常用来控制电流和调节电压。电阻元件中有电流流过时要消耗电能，因此，电阻元件是耗能元件。

1）电阻器的分类

常用电阻器一般分为固定电阻器和可变电阻器两大类。固定电阻器是指电阻器的阻值固定不变，可变电阻器的阻值可根据需要在一定范围内进行调节。

（1）固定电阻器。固定电阻器简称电阻，根据材料和工艺不同，可分为碳膜电阻器（RT）、金属膜电阻器（RJ）、线绕电阻器（RX）、热敏电阻器（RR）、光敏电阻器（RG）等不同类型。各类电阻器的外形如图1-8 所示。

图1-8　常用固定电阻器外形

（2）可变电阻器。可变电阻器简称可变电阻，其阻值可在规定的范围内任意调节。可变电阻器可分为半可调电阻器和电位器两类。常用的可变电阻器外形如图1-9 所示。

图1-9　常用可变电阻器外形

电阻器的图形符号如图1-10 所示。

图1-10　电阻器的图形符号

2）电阻元件的电流与电压的关系

将电阻两端的电压与流过电阻的电流的关系用图形表示，称为该电阻的电流、电压关系特性曲线，也称为伏安特性曲线。当电阻为恒定值时，其电流与电压关系特性曲线为一条通过原点的直线，如图1-11（a）所示，即电流与电压呈线性关系，这种电阻称为线性电阻；当电阻的电流与电压关系不具备线性关系时，如图1-11（b）所示，这种电阻称为非线性电阻。

图1-11　线性电阻和非线性电阻的电流与电压关系特性

（1）线性电阻：常见的线性电阻有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。电阻元件的参数（如阻值等）可用阿拉伯数字和符号直接标注在电阻上，或使用色环标注法。色环标注就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。用色环标注法时，紧靠电阻元件一端的色环为第一环，另一端则为最后一环。色环电阻的色彩标识有两种：4 环标注方式和5 环标注方式。4 环电阻一般是碳膜电阻，用3 个色环来表示阻值，用1 个色环表示误差。5 环电阻一般是金属膜电阻，用4 个色环表示阻值，另一个色环表示误差，具体读数方法如图1-12 所示。表1-2 所示为各种色环代表的意义。

图1-12　色环电阻表示

表1-2　色标符号规定

（2）非线性电阻：热敏电阻和压敏电阻都属于非线性电阻。热敏电阻分为两类：一类称为负温度系数热敏电阻，简称NTC 电阻，其电阻值随温度升高而急剧下降，多用于温度测量和温度调节，也用作补偿电阻；另一类称为正温度系数热敏电阻，简称PTC 电阻，其电阻值随温度升高而急剧增大，用作过热保护和延时开关。压敏电阻在低电压时具有较大的电阻，当电压较大时，电阻变小。当电压过高时，压敏电阻可起分流作用，因而常被用来进行过压保护。

2.电容元件

电容器简称电容，用字母C 表示。电容器也是电子电路中常用的电子元件之一，具有隔直流、通交流和储存电荷等特性。(www.xing528.com)

1）电容元件的结构与分类

电容器由两块金属板中间隔一层绝缘物质构成，两片金属板称为极板，中间的绝缘物质叫作介质。电容器按结构可以分为固定电容器、可变电容器和半可变电容器。固定电容器的电容量是固定的，可变电容器是电容量在一定范围内可以调节的电容器。半可变电容器也称为微调电容器，在电路中用作补偿电容。在实际应用中，最常见的是固定电容器。电容器按绝缘介质不同可分为纸介电容器、有机薄膜电容器、瓷介电容器、云母电容器、电解电容器等。

2）识别电容元件

电容器的形状很多，常用电容器的外形及符号表示如图1-13 和图1-14 所示。

图1-13　常用电容器的外形

图1-14　电容器的图形符号

3）电容器的参数

电容器的主要参数有电容器的标称容量、允许误差、耐压等。

电容器具有储存电荷的能力。规定把电容器外加1 V 直流电压时所储存的电荷量称为电容器的电容量。电容的国际单位为法拉，符号为F。由于电容器的容量往往比1 法拉小得多，因此，电容的常用单位是微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）等，其换算关系为

标注在电容器外壳上的电容量的大小称为标称容量。标称容量是相应标准系列规定的。电容器长期连续可靠工作时，两极间能够承受的最高电压称为电容器的额定工作电压，简称电容器的耐压，固定电容器的直流工作电压等级为6.3 V、10 V、16 V、25 V、32 V、50 V 等。

电容器的电容量常按一定规则标注在电容器外壳上。电解电容器常以微法（μF）为单位直接标印在电容器外壳上，如100 μF/16 V 表示标称容量为100 μF，耐压为16 V 的电容器。

3.电感元件

电感器是电子线路中的重要元件之一，在电路中具有阻交流、通直流的作用。电感器能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量，因此，电感器和电容器一样，也是一种储能元件。电感器用字母L 表示，电感的国际单位是亨利，符号为H。常用的电感单位达有毫亨（mH）、微亨（μH），其换算关系为

电感器常与电容器一起应用，构成LC 滤波器。另外，电感器也常用来制造变压器、继电器等。

常见的电感器按作用可分为两类：一类是具有自感作用的线圈；另一类是具有互感作用的变压器。按工作特征分类，电感器可分为固定电感器和可变电感器。

1）电感元件的结构

电感器都是用漆包线、纱包线或镀银裸铜线等各种规格的导线绕在绝缘骨架上或铁心上构成的，且每一圈之间相互绝缘。

2）识别电感元件

常见电感器外形如图1-15 所示，在电路中的图形符号如图1-16 所示。

图1-15　常见电感器外形

图1-16　电感器的图形符号