學(xué)好嵌入式系統(tǒng)電路入門之——無(wú)源元件

　　為了能夠更好的理解電路，首先讓我們來(lái)了解一下構(gòu)成電路的各個(gè)元器件的工作特性。電路組成中不可或缺的無(wú)源元件。

　　電阻、電容器、線圈等被稱為無(wú)源元件，主要用于消耗、儲(chǔ)存、釋放電力，以實(shí)現(xiàn)功率放大、整流等控制操作。

　?。?） 電阻的工作

　　電阻也稱為電阻器，可通過(guò)阻止電流運(yùn)行來(lái)對(duì)電流進(jìn)行控制，利用電流的改變影響電壓，通過(guò)電流可產(chǎn)生任意電壓。

　　電阻值的單位為Ω（歐姆），電阻值越大其對(duì)電流的阻止能力就越強(qiáng)，因此通過(guò)的電流也就越小。

　　在電阻的兩端連接電壓后，電流就可以流通。電流與電壓成正比，與電阻成反比。這就是歐姆定律。利用歐姆定律，我們可以計(jì)算出電流、電壓、以及電阻的值。

　?。?） 電容器的工作

　　電容具有儲(chǔ)存電量，并將儲(chǔ)存的電量釋放出來(lái)的功能。電容器的容量被稱為靜電容量，其單位為F（法拉）。

　　電容器的構(gòu)造是將電介質(zhì)（絕緣體）夾在電極中，因此直流電無(wú)法通過(guò)，但在接通交流電后，電容器則可實(shí)現(xiàn)蓄電與放電的重復(fù)運(yùn)行而形成電流。“只有交流電流才能通過(guò)”，這就是電容器的作用。

　　電容器在接入直流電后，會(huì)使電源正極的正電荷和負(fù)極的負(fù)電荷進(jìn)行充電（帶電）（圖1充電狀態(tài)）。而在電容器靜電容量的電荷不斷充電達(dá)到飽和時(shí)，電流就不再流通。（圖2穩(wěn)定狀態(tài)）

　　當(dāng)電容器接通交流電壓

　　圖3

　　電流的流向發(fā)生異常變化，電容器的充、放電將持續(xù)進(jìn)行（圖3）。這可以看做是和電介質(zhì)中交流電不斷流通一樣的“通交”，從而形成電流。交流電中的電阻被成為容抗，其單位為Ω（歐姆）。

　?。?） 線圈的工作

　　線圈也叫做電感線圈。線圈是用導(dǎo)線圍繞并制成的元件。導(dǎo)線在接通電流后可產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而存儲(chǔ)能量。該容量為電感系數(shù)，其單位是H（亨利）。

　　導(dǎo)線將根據(jù)電流的方向產(chǎn)生右旋磁場(chǎng)（右旋定律）。在導(dǎo)線制成的線圈周圍會(huì)形成定向磁場(chǎng)。而線圈內(nèi)的磁場(chǎng)變化和感生電流的方向會(huì)有減少磁場(chǎng)變化趨勢(shì)。這就是楞次定律。因此，線圈不能接通交流電，只用作直流電的接通。

　　將導(dǎo)體接通電流后將在電流方向產(chǎn)生右旋磁場(chǎng)。電流I磁場(chǎng)B）

　　圖4

　　圖5 楞次定律

　　感生電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向一定是減少線圈內(nèi)磁感線數(shù)變化的方向。

　　濾波器電路-HPF與LPF

　　去除不需要的信號(hào)，只保留特定頻率的電路叫做濾波器電路。比如，將電阻（R）與電容器（C）都為串聯(lián)連接的RC串聯(lián)電路中電阻的（Vr）電壓作為電路的輸出電壓，那么我們就不能夠只輸出電壓信號(hào)中的高頻率部分而將低頻率部分。這種特性被成為HPF：High-pass filter（圖6）。

　　反之，如果把電容C上的電壓作為輸出，那么我們就不能夠只輸出輸入電壓信號(hào)中的低頻率部分，而減少高頻率部分。這種濾波器電路被稱為L(zhǎng)PF：Low-pass filter（圖7）。

　　
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