電路通常由電源、負(fù)載和中間環(huán)節(jié)三部分組成。 電流的存在可以通過(guò)一些儀器測(cè)試出來(lái),如電壓表或電流表偏轉(zhuǎn)、燈泡發(fā)光等。按照流過(guò)的電流性質(zhì),一般把它分為兩種:直流電通過(guò)的電路稱為“直流電路”,交流電通過(guò)的電路稱為“交流電路”。
概述
電流流過(guò)的回路叫做電路,又稱導(dǎo)電回路。
根據(jù)一定的任務(wù),把所需的器件,用導(dǎo)線相連即組成電路。電路是電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、 通信 系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件等電系統(tǒng)的主要組成部分,起著電能和電信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸、轉(zhuǎn)換、控制、處理和儲(chǔ)存等作用。
最簡(jiǎn)單的電路,是由電源,用電器(負(fù)載),中間環(huán)節(jié)(導(dǎo)線,開(kāi)關(guān)等元器件)三部分組成。電路導(dǎo)通時(shí)叫做通路,斷開(kāi)時(shí)叫開(kāi)路。只有通路,電路中才有電流通過(guò)。電路某一處斷開(kāi)叫做斷路或者開(kāi)路。如果電路中電源正負(fù)極間沒(méi)有負(fù)載而是直接接通叫做短路,這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個(gè)元件的兩端直接接通,此時(shí)電流從直接接通處流經(jīng)而不會(huì)經(jīng)過(guò)該元件,這種情況叫做該元件短路。開(kāi)路(或斷路)是允許的,而第一種短路決不允許,因?yàn)殡娫吹亩搪窌?huì)導(dǎo)致電源燒壞,用電器短路會(huì)導(dǎo)致用電器、電表等無(wú)法正常工作現(xiàn)象的發(fā)生。
專業(yè)理解
電路是電流所流經(jīng)的路徑,或稱電子回路,是由電氣設(shè)備和元器件(用電器),按一定方式聯(lián)接起來(lái)。如電阻、電容、電感、二極管、三極管、電源和開(kāi)關(guān)等,構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
電路規(guī)模的大小,可以相差很大,小到硅片上的集成電路,大到高低壓輸電網(wǎng)。根據(jù)所處理信號(hào)的不同,電子電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。
模擬電路
將連續(xù)性物理自然變量轉(zhuǎn)換為連續(xù)的電信號(hào),并通過(guò)運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)的電路即稱為模擬電路。模擬電路對(duì)電信號(hào)的連續(xù)性電壓、電流進(jìn)行處理。
最典型的模擬電路應(yīng)用包括:放大電路、振蕩電路、線性運(yùn)算電路(加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路)。運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)。
數(shù)字電路
數(shù)字電路亦稱為邏輯電路
將連續(xù)性的電訊號(hào),轉(zhuǎn)換為不連續(xù)性定量的電信號(hào),并運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號(hào)的電路,稱為數(shù)字電路。
數(shù)字電路中,信號(hào)大小為不連續(xù)并定量化的電壓狀態(tài)。
多數(shù)采用布爾代數(shù)邏輯電路對(duì)定量后信號(hào)進(jìn)行處理。典型數(shù)字電路有,振蕩器、寄存器、加法器、減法器等。運(yùn)算不連續(xù)性定量電信號(hào)。
集成電路亦稱為IC (Integrated Circuit)。
運(yùn)用集成電路設(shè)計(jì)程式(IC設(shè)計(jì)),將一般電路設(shè)計(jì)到半導(dǎo)體材料里的半導(dǎo)體電路(一般為硅片),稱為積體電路。·利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出集成電路(IC)。
類型及概念
電源電路:產(chǎn)生各種電子電路的所需求電源。
電子電路:亦稱電氣回路。
基頻電路,基頻,低頻率,使用基頻元件。
高頻電路,高頻,高頻率,使用高頻元件。
被動(dòng)元件:如電阻、電容、電感、二極體…等,有分基頻被動(dòng)元件、高頻被動(dòng)元件。
主動(dòng)元件:如電晶體、微處理器…等有分基頻主動(dòng)元件、高頻主動(dòng)元件。
微處理器電路:亦稱微控制器電路,形成計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、(播放器影、音)、各式各樣家電、滑鼠、鍵盤、觸控…等。
電腦電路:為微處理器電路進(jìn)階電路,形成桌上型電腦、筆記型電腦、掌上型電腦、工業(yè)電腦…各樣電腦等。
通訊電路:形成電話、手機(jī)、有線網(wǎng)路、有線傳送、無(wú)線網(wǎng)路、無(wú)線傳送、光通訊、紅外線、光纖、微波通訊、衛(wèi)星通訊等。
顯示器電路:形成螢?zāi)弧㈦娨暋?span id="cyaesyw" class="hrefStyle">儀表等各類顯示器。
光電電路:如太陽(yáng)能電路。
電機(jī)電路:常運(yùn)用於大電源設(shè)備、如電力設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)設(shè)備…等。
電路的組成
電路由電源、開(kāi)關(guān)、連接導(dǎo)線和用電器四大部分組成。實(shí)際應(yīng)用的電路都比較復(fù)雜,因此,為了便于分析電路的實(shí)質(zhì),通常用符號(hào)表示組成電路實(shí)際原件及其連接線,即畫(huà)成所謂電路圖。其中導(dǎo)線和輔助設(shè)備合稱為中間環(huán)節(jié)。
電源是提供電能的設(shè)備。電源的功能是把非電能轉(zhuǎn)變成電能。例如,電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能;發(fā)電機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。由于非電能的種類很多,轉(zhuǎn)變成電能的方式也很多。電源分為電壓源與電流源兩種,只允許同等大小的電壓源并聯(lián),同樣也只允許同等大小的電流源串聯(lián),電壓源不能短路,電流源不能斷路。
在電路中使用電能的各種設(shè)備統(tǒng)稱為負(fù)載。負(fù)載的功能是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问侥堋@?,電爐把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?;電?dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,等等。通常使用的照明器具、家用電器、機(jī)床等都可稱為負(fù)載。
連接導(dǎo)線用來(lái)把電源、負(fù)載和其他輔助設(shè)備連接成一個(gè)閉合回路,起著傳輸電能的作用。
輔助設(shè)備
輔助設(shè)備是用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制、分配、保護(hù)及測(cè)量等作用的。輔助設(shè)備包括各種開(kāi)關(guān)、熔斷器、電流表、電壓表及測(cè)量?jī)x表等。
串聯(lián)電路
串聯(lián)是連接電路元件的基本方式之一。將電路元件(如電阻、電容、電感,用電器等)逐個(gè)順次首尾相連接,
將各用電器串聯(lián)起來(lái)組成的電路叫串聯(lián)電路。
開(kāi)關(guān)在任何位置控制整個(gè)電路,即其作用與所在的位置無(wú)關(guān)。電流只有一條通路,經(jīng)過(guò)一盞燈的電流一定經(jīng)過(guò)另一盞燈。如果熄滅一盞燈,另一盞燈一定熄滅。
優(yōu)點(diǎn):在一個(gè)電路中, 若想通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)控制所有電器, 即可使用串聯(lián)的電路;
缺點(diǎn):只要有某一處斷開(kāi),整個(gè)電路就成為斷路。 即所相串聯(lián)的電子元件不能正常工作。
串聯(lián)電路中總電阻等于各電子元件的電阻和,各處電流相等,總電壓等于各處電壓之和。
并聯(lián)電路
并聯(lián)電路是使在構(gòu)成并聯(lián)的電路元件間電流有一條以上的相互獨(dú)立通路,為電路組成二種基本的方式之一。例如,一個(gè)包含兩個(gè)電燈泡和一個(gè)9 V電池的簡(jiǎn)單電路。若兩個(gè)電燈泡分別由兩組導(dǎo)線分開(kāi)地連接到電池,則兩燈泡為并聯(lián)。
特點(diǎn):用電器之間互不影響。一條支路上的用電器損壞,其他支路不受影響。
集成電路發(fā)明
杰克·基爾比(Jack S. Kilby) 集成電路之父
1958年9月12日,基爾比研制出世界上第一塊集成電路。
發(fā)明誕生
1947年,伊利諾斯大學(xué)畢業(yè)生杰克·基爾比懷著對(duì)電子技術(shù)的濃厚興趣,在威斯康星州的密爾瓦基找了份工作,為一個(gè)電子器件供應(yīng)商制造收音機(jī)、電視機(jī)和助聽(tīng)器的部件。工余時(shí)間,他在威斯康星大學(xué)上電子工程學(xué)碩士班夜校。當(dāng)然,工作和上課的雙重壓力對(duì)基爾比來(lái)說(shuō)可算是一個(gè)挑戰(zhàn),但他說(shuō):“這件事能夠做到,且它的確值得去努力。”
取得碩士學(xué)位后,基爾比與妻子遷往德克薩斯州的達(dá)拉斯市,供職于德州儀器公司,因?yàn)樗俏┮辉试S他差不多把全部時(shí)間用于研究電子器件微型化的公司,給他提供了大量的時(shí)間和不錯(cuò)的實(shí)驗(yàn)條件?;鶢柋壬詼睾停蜒陨僬Z(yǔ),加上6英尺6英寸的身高,被助手和朋友稱作“溫和的巨人”。正是這個(gè)不善于表達(dá)的巨人醞釀出了一個(gè)巨人式的構(gòu)思。當(dāng)時(shí)的德州儀器公司有個(gè)傳統(tǒng),炎熱的8月里員工可以享受雙周長(zhǎng)假。但是,初來(lái)乍到的基爾比卻無(wú)緣長(zhǎng)假,只能待在冷清的車間里獨(dú)自研究。在這期間,他漸漸形成一個(gè)天才的想法:電阻器和電容器(無(wú)源元件)可以用與晶體管(有源器件)相同的材料制造。另外,既然所有元器件都可以用同一塊材料制造,那么這些部件可以先在同一塊材料上就地制造,再相互連接,最終形成完整的電路。他選用了半導(dǎo)體硅。
“我坐在桌子前,待的時(shí)間好像比平常晚一點(diǎn)?!彼?980年接受采訪時(shí)回憶說(shuō),“整個(gè)構(gòu)想其實(shí)在當(dāng)天就已大致成形,接著我將所有想法整理出來(lái),并在筆記本上畫(huà)出了一些設(shè)計(jì)圖。等到主管回來(lái)后,我就將這些設(shè)計(jì)圖拿給他看。當(dāng)時(shí)雖然有些人略有懷疑,但他們基本上都了解這項(xiàng)設(shè)計(jì)的重要性。”于是,我們回到文章開(kāi)頭的那一幕,那一天,公司的主管來(lái)到實(shí)驗(yàn)室,和這個(gè)巨人一起接通了測(cè)試線路。試驗(yàn)成功了。德州儀器公司很快宣布他們發(fā)明了集成電路,基爾比為此申請(qǐng)了專利。開(kāi)創(chuàng)了硅時(shí)代。當(dāng)時(shí),他也許并沒(méi)有真正意識(shí)到這項(xiàng)發(fā)明的價(jià)值。在獲得諾貝爾獎(jiǎng)后,他說(shuō):“我知道我發(fā)明的集成電路對(duì)于電子產(chǎn)業(yè)非常重要,但我從來(lái)沒(méi)有想到它的應(yīng)用會(huì)像今天這樣廣泛。”
影響
集成電路取代了晶體管,為開(kāi)發(fā)電子產(chǎn)品的各種功能鋪平了道路,并且大幅度降低了成本,第三代電子器件從此登上舞臺(tái)。它的誕生,使微處理器的出現(xiàn)成為了可能,也使計(jì)算機(jī)變成普通人可以親近的日常工具。集成技術(shù)的應(yīng)用,催生了更多方便快捷的電子產(chǎn)品,比如常見(jiàn)的手持電子計(jì)算器,就是基爾比繼集成電路之后的一個(gè)新發(fā)明。直到今天,硅材料仍然是我們電子器件的主要材料。
諾貝爾獎(jiǎng)
2000年,集成電路問(wèn)世42年以后,人們終于了解到他和他的發(fā)明的價(jià)值,他被授予了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。諾貝爾獎(jiǎng)評(píng)審委員會(huì)曾經(jīng)這樣評(píng)價(jià)基爾比:“為現(xiàn)代信息技術(shù)奠定了基礎(chǔ)”。1959年,仙童半導(dǎo)體公司的羅伯特·羅伊斯申請(qǐng)了更為復(fù)雜的硅集成電路,并馬上投入了商業(yè)領(lǐng)域。但基爾比首先申請(qǐng)了專利,因此,羅伊斯被認(rèn)為是集成電路的共同發(fā)明人。羅伊斯于1990年去世,與諾貝爾獎(jiǎng)擦肩而過(guò)。杰克·基爾比相當(dāng)謙遜,他一生擁有六十多項(xiàng)專利,但在獲獎(jiǎng)發(fā)言中,他說(shuō):“我的工作可能引入了看待電路部件的一種新角度,并開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新領(lǐng)域,自此以后的多數(shù)成果和我的工作并無(wú)直接聯(lián)系?!?/p>
電路圖
電流流過(guò)的回路叫做電路,又稱導(dǎo)電回路。最簡(jiǎn)單的電路,是由電源,負(fù)載,導(dǎo)線,開(kāi)關(guān)等元器件組成。電路導(dǎo)通叫做通路。只有通路,電路中才有電流通過(guò)。電路某一處斷開(kāi)叫做斷路或者開(kāi)路。如果電路中電源正負(fù)極間沒(méi)有負(fù)載而是直接接通叫做短路,這種情況是決不允許的。另有一種短路是指某個(gè)元件的兩端直接接通,此時(shí)電流從直接接通處流經(jīng)而不會(huì)經(jīng)過(guò)該元件,這種情況叫做該元件短路。開(kāi)路(或斷路)是允許的,而第一種短路決不允許,因?yàn)殡娫吹亩搪窌?huì)導(dǎo)致電源、用電器、電流表被燒壞等現(xiàn)象的發(fā)生。
學(xué)術(shù)意思
電路是電流所流經(jīng)的路徑。
?。ㄓ⑽模篍lectrical circuit)或稱電子回路,是由電氣設(shè)備和元器件(用電器),按一定方式聯(lián)接起來(lái)。如電阻、電容、電感、二極管、三極管和開(kāi)關(guān)等,構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
電路規(guī)模的大小,可以相差很大,小到硅片上的集成電路,大到高低壓輸電網(wǎng)。
根據(jù)所處理信號(hào)的不同,電子電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。
是由電氣設(shè)備和元器件, 按一定方式連接起來(lái),電路其實(shí)是在電壓作用下,有自由電子移動(dòng)或自由離子移動(dòng)形成的。
·是由自然界產(chǎn)生周期性變化的連續(xù)
各種不同電路板、電路圖(15張)性的物理自然變量,在將連續(xù)性物理自然變量轉(zhuǎn)換為連續(xù)的電信號(hào),并通過(guò)運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)的電路即稱為模擬電路。
·模擬電路對(duì)電信號(hào)的連續(xù)性電壓、電流進(jìn)行處理。
最典型的模擬電路應(yīng)用包括:放大電路、振蕩電路、線性運(yùn)算電路(加法、減法、乘法、除法、微分和積分電路)。運(yùn)算連續(xù)性電信號(hào)。
電路邱關(guān)源
邱關(guān)源是中國(guó)著名的電路理論專家,以下是對(duì)他的詳細(xì)介紹:
一、基本信息
姓名:邱關(guān)源
出生日期:1923年6月11日
逝世日期:2022年12月29日
國(guó)籍:中國(guó)
民族:漢族
出生地:上海
畢業(yè)院校:西北工學(xué)院電機(jī)系
職業(yè):教學(xué)科研工作者
職稱:教授、博士生導(dǎo)師
二、主要經(jīng)歷
邱關(guān)源1947年畢業(yè)于西北工學(xué)院電機(jī)系,畢業(yè)后先后任教于西北工學(xué)院、西安動(dòng)力學(xué)院。1957年起,他歷任西安交通大學(xué)電機(jī)系電工原理教研室講師、副教授,并于1980年晉升教授。1986年,經(jīng)國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)批準(zhǔn),他成為理論電工專業(yè)博士指導(dǎo)教師。1994年,邱關(guān)源退休。
三、學(xué)術(shù)成就
邱關(guān)源長(zhǎng)期從事電路理論的科研工作,在中國(guó)國(guó)內(nèi)外發(fā)表學(xué)術(shù)論文和教學(xué)研究論文近百篇。他的代表作《電路(電工原理Ⅰ)》被廣泛用作高等學(xué)校電子與電氣信息類專業(yè)師生的教材,對(duì)電路理論的教學(xué)和研究產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。
四、人才培養(yǎng)
邱關(guān)源在人才培養(yǎng)方面也做出了杰出貢獻(xiàn)。他先后培養(yǎng)了40余名博士生和碩士生,其中多名學(xué)生成為國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才。他的學(xué)生們?cè)诟髯缘念I(lǐng)域內(nèi)取得了顯著成就,為國(guó)家的科技進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
五、榮譽(yù)表彰
邱關(guān)源因其卓越的學(xué)術(shù)成就和教學(xué)貢獻(xiàn)獲得了多項(xiàng)榮譽(yù)表彰。例如,1985年被評(píng)為西安交通大學(xué)先進(jìn)工作者,其著作《電路(修訂本)》榮獲全國(guó)高等學(xué)校優(yōu)秀教材優(yōu)秀獎(jiǎng)等。
六、人物評(píng)價(jià)
邱關(guān)源教授一生致力于科學(xué)研究和人才培養(yǎng),他在教育教學(xué)過(guò)程中所體現(xiàn)的胸懷祖國(guó)、服務(wù)人民的愛(ài)國(guó)精神,追求真理、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的求實(shí)精神,淡泊名利、潛心育人的奉獻(xiàn)精神,甘為人梯、獎(jiǎng)掖后學(xué)的育人精神,是教育家精神的生動(dòng)體現(xiàn),是我們學(xué)習(xí)的榜樣和寶貴的精神財(cái)富。(時(shí)任西安交通大學(xué)副校長(zhǎng)洪軍評(píng))
綜上所述,邱關(guān)源是中國(guó)電路理論領(lǐng)域的杰出代表,他的學(xué)術(shù)成就、人才培養(yǎng)和愛(ài)國(guó)精神將永遠(yuǎn)銘記在人們心中。
電路板焊接
電路板焊接是電子工業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù),它涉及使用焊料將電子元件固定在電路板(PCB)上,以確保電路的機(jī)械和電氣連接。以下是對(duì)電路板焊接技術(shù)的詳細(xì)介紹:
一、焊接原理
電路板焊接的基本原理是通過(guò)加熱焊料,使其熔化并潤(rùn)濕被焊工件表面和整個(gè)焊盤,從而在冷卻后形成牢固的金屬連接。這個(gè)過(guò)程需要控制溫度、時(shí)間和焊料的用量,以確保焊接質(zhì)量。
二、焊接方法
1、手工焊接:
這是最常見(jiàn)的焊接方法之一,適用于少量或單片的PCB進(jìn)行焊接。
手工焊接需要準(zhǔn)備好電烙鐵、焊錫絲、松香(助焊劑)、鑷子等工具。
焊接時(shí),烙鐵頭應(yīng)干凈并鍍上一層錫,然后將焊錫絲放在工件上,通過(guò)烙鐵頭的加熱使焊錫熔化并潤(rùn)濕焊盤和元件引腳。
2、波峰焊:
波峰焊是一種自動(dòng)化焊接方法,適用于大批量生產(chǎn)。
在波峰焊中,電路板通過(guò)傳送帶移動(dòng)通過(guò)液態(tài)焊料罐,焊料波峰與電路板的焊盤和元件引腳接觸,形成焊接連接。
3、回流焊:
回流焊主要用于表面貼裝元件(SMD)的焊接。
它通過(guò)加熱整個(gè)電路板,使焊膏熔化并潤(rùn)濕焊盤和元件引腳,然后在冷卻過(guò)程中形成焊接連接。
4、選擇性焊接:
選擇性焊接是一種靈活的焊接方法,它允許在電路板的特定區(qū)域進(jìn)行焊接。
這種方法通常使用助焊劑噴涂、電路板預(yù)熱、浸焊和拖焊等工藝步驟。
三、焊接工具和材料
電烙鐵:用于手工焊接,有多種類型和功率可供選擇。
焊錫絲:含有焊料和助焊劑,用于形成焊接連接。
助焊劑:用于清潔和準(zhǔn)備焊接表面,提高焊料的潤(rùn)濕性。
鑷子:用于夾持元件和引腳,輔助焊接過(guò)程。
吸錫帶:用于去除多余的焊錫,特別是在焊接引腳密集的貼片元件時(shí)。
四、焊接技巧和注意事項(xiàng)
1、焊接前準(zhǔn)備:
確保焊接表面干凈、無(wú)氧化物和污物。
選擇合適的焊錫絲和助焊劑。
2、控制焊接溫度和時(shí)間:
焊接溫度應(yīng)適中,避免過(guò)高或過(guò)低。
焊接時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng),以防止?fàn)C壞元件或形成不良焊接。
3、固定元件:
在焊接過(guò)程中,使用鑷子或手指輕輕壓住元件,以防止其移動(dòng)或抖動(dòng)。
4、檢查焊接質(zhì)量:
焊接完成后,應(yīng)檢查焊點(diǎn)是否光滑、牢固,無(wú)虛焊、冷焊或短路現(xiàn)象。
五、焊接缺陷及解決方法
焊點(diǎn)質(zhì)量不好:
原因可能包括焊接溫度和時(shí)間不當(dāng)、焊錫和焊墊不清潔等。
解決方法是調(diào)整焊接參數(shù)、清潔焊接表面等。
元件安裝不牢固:
可能是由于引腳長(zhǎng)度和孔洞設(shè)計(jì)不匹配或焊接不牢固導(dǎo)致的。
解決方法是檢查引腳長(zhǎng)度和孔洞設(shè)計(jì),確保焊接牢固。
焊接引腳錯(cuò)位或短路:
這可能是由于元件放置不準(zhǔn)確或焊接過(guò)程中引腳移動(dòng)導(dǎo)致的。
解決方法是使用自動(dòng)貼片機(jī)等設(shè)備進(jìn)行精確的元件安裝,并進(jìn)行可視檢查和自動(dòng)檢測(cè)以確保引腳位置準(zhǔn)確。
六、焊接安全
在進(jìn)行電路板焊接時(shí),應(yīng)注意安全,避免燙傷和觸電等事故。
使用電烙鐵等加熱工具時(shí),應(yīng)確保工作區(qū)域通風(fēng)良好,并佩戴適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)裝備,如防熱手套和護(hù)目鏡等。
綜上所述,電路板焊接是一項(xiàng)需要精細(xì)操作和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的工作。通過(guò)選擇合適的焊接方法、工具和材料,并掌握正確的焊接技巧和注意事項(xiàng),可以確保焊接質(zhì)量和電路板的可靠性。
內(nèi)容來(lái)自百科網(wǎng)