嵌入式学习-电学基础-元器件

记录每次学习的过程，总结学习的内容，希望能给到自己和别人帮助。

电学基础-元器件

1.电阻器

作用就是阻碍电流的流动

电阻器的作用
电阻器是一种电子元器件，它可以提供一定的电阻，限制电流的流动。电阻器是由导体材料制成的，通过将导体材料绕制成螺旋状或折叠状，并将两端引出，形成一个固定电阻值的器件。

基于功能和制作工艺划分。
普通电阻：普通电阻是一种最基本的电阻器，通常由一根或多根绕在绝缘体上的金属丝或碳膜组成，可以提供固定的电阻值，适用于各种电路中。
薄膜电阻：薄膜电阻是一种由金属或合金薄膜制成的电阻器，可以提供高精度和稳定性的电阻值，常用于精密仪器、测量仪器等高要求的场合。
光敏电阻：光敏电阻是一种电阻值受光照强度影响的电阻器，常用于光敏电路和光控系统中。
金属薄膜电阻：金属薄膜电阻器是一种由金属薄膜制成的电阻器，具有较高的精度和稳定性，适用于高精度电路。
电位器：电位器是一种可调电阻器，通常由一个旋转或滑动的电阻器件和一个旋钮或滑动器组成，可以提供可调的电阻值，常用于电路的调节和控制。
旋钮可调电阻：旋钮可调电阻是一种可调电阻器，与电位器类似，但是旋钮可调电阻通常是用旋钮来改变电阻值，通常用于电子设备的调节和控制。
热敏电阻：热敏电阻是一种电阻值随温度变化而变化的电阻器，通常用于温度测量和控制系统中。
压敏电阻：压敏电阻是一种电阻值随压力变化而变化的电阻器，通常用于压力传感器和压力测量等应用场合。
高精度电阻：高精度电阻是一种精度较高的电阻器，通常具有稳定的电阻值和温度系数，适用于高精度仪器和精密测量仪器等场合。

电阻的数据手册

元器件选型先看数据手册
举例：C410695
我们主要关心： 封装，标称，额定功率
封装： 看电阻是什么样的，是直插的还是贴片的，大小是多大。
标称： 看电阻表的电阻阻值是多少，精确度是多少，误差1%的，还是5%的，还是20%的，精度越高越贵。
额定功率： 额定功率是P = IIR = I*U ,额定功率其实决定了耐压值。电阻能通过的最大电流是固定的，额定功率越高，耐压值就越高，超过了电阻的耐压值会导致电阻烧毁。
看封装，直插DIP还是贴片

关注点：

1. 电阻阻值
2. 电阻尺寸
3. 电阻功率
   P=I²R 例如250mW 0.25W 电阻大小10KΩ 最大电流：i²=p/R i=5mA

2.电容器 (法拉F)

电容就是装电的容器
电容器是一种电子元件，用于储存电荷和能量。它由两个导体板和介质层组成，介质层位于两个导体板之间。
当电容器接入电路时，负电荷被储存在导体板上，并在两板之间产生电场。
电容器的单位是法拉（F），一个法拉等于存储一库仑电荷所需的电势差为一伏特的电容器。常见的电容器有电解电容器、陶瓷电容器、聚酯薄膜电容器、铝电解电容器等。
不同的材料介质，容纳电荷的能力不一样。电容的充放电是基于静电力的，不涉及化学反应变化，比锂电池更安全一些。
电容单位是法拉F，注意： 法拉是个非常大非常大的单位哦，其他单位为mf，uf， nf，pf ，
1F（法拉）= 1000 mF（毫法），
1mF（毫法）=1000 μF（微法），
1μF（微法）=1000 nF（纳法） ，
1nF（纳法）=1000 pF（皮法）
电容器的作用：
阻止电压的突变， 储能，滤波（大电容滤低频，小电容滤高频）。
生活中的电容： 充电器的电源灯并不是立刻断开，里面有电容，电荷慢慢释放掉。
差点的耳机，滤波不好，噪音大。

电容计算公式
t = (C * V) / I
t 是放电时间（单位：秒）
C 是电容的容量（单位：法拉）
V 是电容的电压（单位：伏特）
I 是放电电流（单位：安培）

C = 1.5F
V = 2.8V
I = 20mA = 0.02A （假设这个发光二极管的额定电流是20mA）
将这些值代入公式，计算放电时间：
t = (1.5 * 2.8) / 0.02 ≈ 210秒
可以供这个发光二极管工作约210秒

电容的应用场景和分类
基于功能和制作工艺划分。
玻璃电容：使用玻璃作为介质的电容器，具有高温稳定性和低损耗等特点，常用于高频和高温环境下的电路中。
钽电容：使用钽金属作为电极的电容器，具有小尺寸、大电容量和高频特性等优点，常用于微型电路中。
薄膜电容：使用金属膜或金属箔作为电极的电容器，具有高精度、稳定性好等特点，常用于高性能电子器件中。
铝电解电容：使用铝箔和电解液作为电极的电容器，具有大电容量、低成本等特点，常用于低频和直流电路中。
云母电容：使用云母作为介质的电容器，具有高精度、高频特性等特点，常用于精密仪器和高频电路中。
空气电容：使用空气作为介质的电容器，具有高精度、稳定性好等特点，但体积较大，常用于高频和高压电路中。
陶瓷电容：使用陶瓷作为介质的电容器，具有小尺寸、高频特性和高温稳定性等优点，常用于电子设备中。
可调电容：具有可变电容值的电容器，常用于无线电和调谐电路中。
金属纸电容：使用金属化薄膜作为电极的电容器，具有高精度、稳定性好等特点，常用于高性能电子器件中。
超级电容：也称为电化学电容器，具有高能量密度、高功率密度和长寿命等特点，常用于储能系统和电动汽车中。

电容的极性
铝电解电容是一种极性电容，由于其特殊的结构和工作原理，如果接反了极性，可能会导致电容器失效或者损坏，甚至可能导致电容器短路或者起火等危险情况。
铝电解电容的结构是由一层氧化铝薄膜和一层电解液构成的。当正极连接正电压，负极连接负电压时，电解液中的氢离子会向氧化铝膜的负极移动，而负离子则向电解液的正极移动，形成一个稳定的电场，从而形成电容效应。如果电容器反接了极性，电解液中的氢离子会向氧化铝膜的正极移动，形成氢气，铝电解电容会爆浆。电容爆浆后压力较大,电解电容的外壳也是无规律的变形,有可能产生手榴弹爆炸后的效果,容易造成其他元器件的损坏。

常用：铝电解电容：做到微法级别（区分正负级，正极是铝，负极是电解液，看脚，长正短负，一般两条脚一样长的是没有极性之分）。

3.电感器

电和磁之间有密切的关系
电和磁可以互相转换。（通电的线圈产生磁）
电机中的电流流过线圈，从而产生磁场，这个磁场将旋转部件（例如电动机轴）带动起来。这就是电磁感应原理的应用。
发电机和电机相反。通过旋转磁场，发电机可以转换机械能为电能。
电感器
电感器是一种电子元件，用于在电路中存储和释放能量。它由一个线圈组成，通常由铜线绕成，通常带有一个铁芯。当电流通过电感器时，它会在线圈中产生一个磁场，从而存储能量。当电流停止流动时，磁场会崩溃，导致电感器释放存储的能量。
电感器的主要作用是在电路中调节电流的变化率。它可以用来过滤电路中的高频噪声，电感器两端的电流不会突变，保护其他电子元件不受到电磁干扰的影响。
电感器的作用，可以阻止两端电流的突变（电容的作用可以防止电压的突变）
电感器的核心要点
1.通过磁场存储能量
2.阻止电流的突变

电感和电阻
理想的电感没有能量损耗
电感： 电磁感应元器件，电会产生磁场，磁场又会抵制电流的变化。理想的电感没有能量损耗。
跟电阻不同，电阻阻碍电流，发热。
电感使用漆包线，纱包线等外部绝缘导线缠绕到铁芯上
电感的单位是亨利（Henry）表示为H，它的中文读法是“恒利”，以英国物理学家亨利的名字命名。
电感的基本单位是：H（亨），它和电容一样，也是一个很大的计量单位，另外还有毫亨mh、微亨uh、纳亨nh
电感的作用：
电感可以作为电路稳定器的一部分，通过抵抗电路中电流的变化，保持电路的稳定性和可靠性。

LRC振荡电路(电感电容组成)
LRC震荡电路 用于直流转交流
振荡电路原理
LRC振荡电路是一种基本的振荡电路，由电感L、电容C和电阻R组成，可以产生稳定的交流电信号。在LRC振荡电路中，电感和电容通过共振的方式相互作用，导致电荷周期性地从电容器到电感器和反向流动，从而产生周期性的电流和电压信号。
LRC振荡电路的工作原理是当电容器放电时，电感器中的电流开始增加，而电容器的电荷开始减少。当电容器的电荷达到零时，电感器中的电流达到最大值，并开始流回电容器中，导致电容器的电荷开始增加。当电容器的电荷重新达到最大值时，电感器中的电流达到零值，并开始再次增加。这个过程不断重复，从而形成一个周期性的交流电信号。
LRC振荡电路的频率由电感L和电容C的值决定，可以通过调整电感和电容的值来改变输出信号的频率。

4.接插件

开关，按键，连接端子本质上都是电路连接器

排针排母：可以通过杜邦线轻松连接

杜邦线：公头是针，母头是洞

开关：控制电路打开和关闭

板对板连接器：用于连接不同的电路板

香蕉头，鳄鱼夹：方便接插

IC插座：方便更换IC芯片

5.保险丝，熔断器

保险丝和熔断器都是用来保护电路免受过载或短路等电气故障的设备。
保险丝是一种电气元件，通常由金属丝或铜箔制成，其作用是在电流过载时断开电路，以保护电路中其他电气元件不受损坏。当电流达到或超过保险丝的额定电流时，保险丝中的金属丝或铜箔会被加热，最终熔断，中断电路，以避免电气火灾等危险情况。
熔断器与保险丝类似，与保险丝不同，熔断器通常可以重复使用。熔断器的另一个优点是它们通常比保险丝更快地响应电气故障，因此能更好地保护电路。

熔断器：利用金属的热胀冷缩膨胀系数不一样，形变

买元器件最重要的看参数
熔断速度，慢速，中速，快速，特快速。
快速熔断器： 熔断时间小于0.001秒
电压额定值：所能承受的最高电压
电流额定值：所能承受的最高电流
熔断特性：快速熔断器适用于对电路的保护要求较高的场合，能够在短时间内切断过载电流或短路电流；而慢速熔断器则适用于对电路保护要求不高的场合，能够在一定时间内承受额定电流的2-3倍电流。

6.蜂鸣器

能发出哔哔哔的声音的小元器件
声音是由物体的震动产生，一切发生的物体都是在震动。 震动的频率不同，声音的音调就不同。
蜂鸣器分有源蜂鸣器和无源蜂鸣器， 源是震动源。有源蜂鸣器插电就叫， 无源蜂鸣器插电不叫，需要一定周期的高低电压信息给他，他才会叫。
蜂鸣器的音频是指蜂鸣器发出的声音的声波频率，是指每秒连续循环的次数。频率的计量单位是“赫兹”(Hz)，人类听觉的频率范围约为20-20kHz。20Hz以下是次声，20kHz以上是超声波。
蜂鸣器常用产品的谐振频率为2-4 kHz

有源蜂鸣器：（贵一点，比无源的贵一块左右）。震荡源，给电就响
无源蜂鸣器：需要给高低电压信息

凡心所向，素履以往，生如逆旅，一苇以航。