数模电路基础知识 —— 3. 常见电路符号说明(电容、电阻、电感)
文章目录
- 1. 电容
- 1.1. 无极性电容
- 1.2. 有极性电容
- 2. 电阻
- 2.1. 特殊电阻器
- 2.1.1. 电热丝或发热器
- 2.1.2. 保险电阻器
- 2.1.3. 敏感电阻器
- 3. 电感
1. 电容
电容是电路中的三大基本元件,其符号通常标识为 C,单位是 法拉。按电容的按材料和设计,一般有「无极性电容」、「有极性电容」、「可调电容」、「可变电容器」这几种不同类型。
符号 | 名称 | 说明 |
---|---|---|
有极性电容(Polarised Capacitor) | 比较常见而且便宜的电容,电荷容量较大,电容是有极性的,当电极相反时能够承受一定的反向电压,但是设计电路时应该尽量避免出现这样的情况,或换上无极性电容。 | |
无极性电容 (Unpolarised Capacitor) | 比较常见但是相对较贵,电荷容量通常较小,电容引脚无极性限制。 | |
可调电容 (Variable Capacitor) | 不是很常见的电容,主要应用在模拟电路中,通常当作可调频滤波器,一个比较典型的应用是收音机。 | |
可变电容器 (Trimmer Variable Capacitor) | 不是很常见的电容,主要应用在数电中,通常有三个引脚,其中一个是用电压调整电容量的引脚。 |
我们接下来看看比较常见的「无极性电容」和「有极性电容」都有哪些。
1.1. 无极性电容
无极性电容,在电路中不用担心电容的正反是否接错,只需要考虑电路的电压与电容的耐压值是否在合理区间。对于THT封装类型的无极性电容,常见的介质有陶瓷、水泥等。
上面这图的右侧是有极性电容。而在集成电路中,用到的贴片电容可以有无极性的陶瓷电容,比如下面这个样子
无极性如果不考虑它的电容量,其实是非常理想的组件。但是对于需要大电容的电路来说,同等电容量的无极性电容通常更贵,而且也没有这种必要。
由于无极性电容的充放电速度非常快,它的这一特性正好可以满足高速数字电路的需要,所以在数字电路的设计中,它更多的出现在芯片附近,用作芯片信号的去耦或者旁路。
1.2. 有极性电容
有极性电容的应用相对无极性电容更为常见,这主要由两个原因导致,一个是有极性电容的电容量相对较大,二是成本相对较为低廉。在我们的电路设计中,最常见的就是这种铝电解电容。
由于极性电容,当电压反接时不是 起火 就是 爆炸,尤其对应大容量的电容反接时相当危险,所以使用极性电容首要的就是弄懂它的引脚定义。通常对于这种有塑料外壳包装的电解电容,会在对应地方标识 「负引脚」。
但是钽电容则是反过来的,它会标识 「正引脚」,知乎1上有人给出了一张图片标识各种常见钽电容的电极
此外,如果对于THT封装的电容,也可以通过引脚的长短进行判断,通常遵循 「长正短负」。
2. 电阻
电阻是基本电路中唯一的功耗元件,起到对电路的保护和分压作用,电路符号是 R,单位是 欧姆。另外根据其材料和使用方式不同,它还有「普通电阻」,「可变电阻器」,「电位计」,「预设变量电阻器」
符号 | 名称 | 说明 |
---|---|---|
电阻(Resistor) | 最常用的基本电阻形式 | |
可变电阻器(Rheostat Variable Resistor) | 一个变阻器通常两个触点,通常用于控制电流。用途包括控制灯的亮度或电机速度,并在定时电路中改变进入电容器的电荷流动速率。 | |
电位计(Potentiometer Variable Resistor) | 一个电位计有3个触点,通常用于控制电压。它可以这样用作传感器,将位置(控制主轴的角度)转换为电信号。 | |
预设变量电阻器(Preset Variable Resistor) | 预设用小螺丝刀或类似工具操作。它被设计为设置当电路,然后离开没有进一步调整。预设比标准变阻便宜,因此有时用于项目以降低成本。 |
对于上面的2、3、4,在实际中经常混用,由于它们都可以通过旋钮或者螺丝刀调整电阻阻值,并在电路中可用于反馈电路,所以并没有特别大的区别。
2.1. 特殊电阻器
2.1.1. 电热丝或发热器
稍微一提的是,电阻作为功率器件,本身会消耗电路中的电能并发热,所以也有直接使用这一特性的特殊电阻——电热丝。通常它的电路符号是
符号 | 名称 | 说明 |
---|---|---|
加热器(Heater) | 单纯利用发热特性的特殊电阻。 |
不过在一些EDA,它也有使用下面这样符号进行表示的。
不过需要知道一点的是,在美标中,该符号同时也是电阻的符号。
它与电感有些相似,但电感符号是圆润的波浪线,而不是这种带尖刺的折线。除了这一类外,还有利用熔断制作的保险电阻器,以及掺杂了其他元素而制成的特殊半导体电阻器。
2.1.2. 保险电阻器
保险电阻:又叫熔断电阻器,在正常情况下起着电阻和保险丝的双重作用,当电路出现故障而使其功率超过额定功率时,它会像保险丝一样熔断使连接电路断开。保险丝电阻一般电阻值都小(0.33Ω~10KΩ),功率也较小。保险丝电阻器常用型号有:RF10型、RF111-5保险丝电阻器的符号型、RRD0910型、RRD0911型等。
以及在集成电路中比较常见的热熔断保险丝
至于它的电路符号,通常有下面几种样式
2.1.3. 敏感电阻器
敏感电阻器:是指其电阻值对于某种物理量(如温度、湿度、光照、电压、机械力、以及气体浓度等)具有敏感特性,当这些物理量发生变化时,敏感电阻的阻值就会随物理量变化而发生改变,呈现不同的电阻值。根据对不同物理量敏感,敏感电阻器可分为热敏、湿敏、光敏、压敏、力敏、磁敏和气敏等类型敏感电阻。敏感电阻器所用的材料几乎都是半导体材料,这类电阻器也称为半导体电阻器。
热敏电阻的阻值随温度变化而变化,温度升高阻为负温度系数(NTC)热敏电阻。应用较多的是负温度系数热敏电阻,又可分为普通型负温度系数热敏电阻;稳压型负温度系数热敏电阻;测温型负温度系数热敏电阻等。光敏电阻是电阻的阻值随入射光的强弱变化而改变,当入射光增强时,光敏电阻的减小,入射光减弱时电阻值增大2。
由于掺杂稀土材料,使得这一类电阻器有很多种,难以全部罗列出来,通常我们在电路中会用到下面几种常用的:
压敏电阻
光敏电阻
热敏电阻
3. 电感
电感是另外一大储能元件,电路符号是 L,单位是 亨。电感是金属线圈缠绕所制作的元件,所以天然的会因电磁感应而产生与突变电势相反的电势,所以具备“存储电势能”,以及与电容正好相反的“隔交通直”的特性。
符号 | 名称 | 说明 |
---|---|---|
电感 (Inductor) | 电势能储能元件、滤波元件。 |
电感不存在极性,所以相对来说较为简单。在交流电路中,两股绕线不一的电感彼此靠近可以组成一个变压器。常见的电感有以下这些
由于电感会产生较强的电磁场,对于一些精密元件的信号会造成干扰,所以在设计时应该把电感布置离这一类元件稍微远一点的地方,或者在比如精密芯片外面贴上一层金属外衣做电磁屏蔽处理。
https://www.zhihu.com/question/352398570 ↩︎
http://m.elecfans.com/article/1554618.html ↩︎
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