1.2 电气基本元件
1.2.1 电阻及电阻串联、并联
（1）电阻及色环符号意义
电阻在电视机、收录机、计算机等电子设备中是使用最多的元件。电阻的种类很多，可分为固定电阻和可变电阻（电位器、微调电阻）两大类。固定电阻有碳膜电阻、线绕电阻、被釉线绕电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻等。电位器有碳膜电位器、线绕电位器、固体电位器等。此外还有特殊用途的电阻，如热敏电阻、压敏电阻和保险丝电阻等，如图1-19所示。
图1-19 各种电阻器和电位器
一般电阻或电位器上都标明阻值，大电阻还标明功率（瓦数）。功率大的电阻允许通过的电流就大。若用同阻值的小功率电阻代替大功率电阻使用，将会烧坏。
也有的电阻元件是采用色环来表示电阻值的，通常用在碳膜电阻上，称为色环电阻。色环一般有四条或五条，头几条色环表示数字，最后一条色环表示阻值的误差；倒数第二条色环表示在前面几位数字后应加多少个“0”，即表示倍率。
四色环符号的意义见表1-2；五色环符号的意义见表1-3。
表1-2 四色环阻值表示法
表1-3 五色环阻值表示法
（2）电阻的串联
串联电路如图1-20所示。它的特点是：
图1-20 电阻的串联
①电路中的电流是相同的；
②总电压U等于各负载上电压降之和，即U=U1+U2+…+Un=IR1+IR2+…+IRn;
③电路的总电阻等于各电阻之和，即R=R1+R2+…+Rn。
例如，R1=2Ω,R2=6Ω,R3=12Ω，则串联后的总电阻R=2+6+12=20（Ω）。
如果电源电压U=220V，则流过各电阻的电流为
每个电阻上的电压分别为
U1=IR1=11×2=22（V）
U2=IR2=11×6=66（V）
U3=IR3=11×12=132（V）
（3）电阻的并联
并联电路如图1-21所示。它的特点是：
图1-21 电阻的并联
①各支路两端的电压U相同；
②总电流I等于各支路电流之和，即I=I1=I2+…+In;
③并联后的总电阻R小于任何一个支路的电阻。总电阻的计算公式是
例如，R1=20Ω,R2=40Ω,R3=50Ω，则并联后的总电阻为
如果电源电压U=220V，则流过各电阻的电流分别为
总电流为
I=I1+I2+I3=11+5.5+4.4=20.9（A）
或
1.2.2 电容及电容串联、并联
（1）电容及色标意义
任何两块金属板之间隔以绝缘体就构成了电容器。两金属板称为电极板，绝缘体称为电介质。电容器应用非常广泛，如电扇、电冰箱、洗衣机、荧光灯等上都接有电容器。在家用电子设备里更是常用的元件。电容器有固定电容器、可变电容器和半可变电容器之分。可变电容器又可分为空气可变电容器、瓷介质可变电容器和塑料薄膜电容器等。几类常用电容器如图1-22所示。
图1-22 各种电容器
电容器的主要特性是能够储存电荷而产生电场，所以它是储能元件。电容器用符号C表示，单位是法，用符号F表示。常用的单位是微法（μF）和皮法（pF）。它们之间的换算关系如下：
1F=106μF
1μF=106pF
电容器不像电阻那样对交流电、直流电一视同仁，直流电不能通过电容器，而交流电可以通过电容器。交流电通过电容器是有阻力的，频率越高、电容容量越大，则阻力越大。这种阻力称为“容抗”。容抗的计算公式为
式中 XC——容抗，Ω；
f——电源频率（Hz），工频为50Hz；
C——电容，F。
【例1-6】 一只2μF的电容器，接在220V、50Hz的交流电上，试求通过它的电流是多少？
解 先求电路的容抗，有
因此电流为
电容器在彩电、VCD、DVD、电脑（计算机）等家用电器中应用广泛，主要用作调谐、耦合、旁路、滤波、退耦、振荡、隔离直流电、移相、补偿等。
一般电容器的电容量都直接标在电容器上，对于电解电容器等，还标有耐压值。但也有一些电容器的电容量是用色标表示的。电容器色标法颜色符号的意义见表1-4。
表1-4 色标电容器电容量表示法
（2）电容器的串联
可以用串联或并联电容器的方法来减少或增加电容量。
电容器的串联如图1-23所示。串联总电容的倒数，等于各电容器电容的倒数之和。即
图1-23 电容器的串联
例如，C1=2.5μF,C2=2μF,C3=0.5μF，3只电容器串联，其总电容为
可见，电容器串联后的总电容小于各电容器中电容量最小一个的数值。
（3）电容器的并联
电容器的并联如图1-24所示。并联总电容等于各电容器电容之和，即
图1-24 电容器的并联
C=C1+C2+…+Cn（总电容增加）
例如，C1=2.5μF,C2=2μF,C3=0.5μF，则并联后的总电容为
C=C1+C2+C3=2.5+2+0.5=5(μF)
1.2.3 电容器的充电、放电现象
如图1-25所示，将电容器经过开关S接入干电池，将万用表量程开关打在直流电流挡，两表针搭在电容器上。当合上开关S瞬间，由于电容器上无电荷，所以指针指示为零；随着时间的延续，电容器上电荷逐渐积累，电压也逐渐增大，最后，电容器上的电压达到干电池的电压，电荷停止移动，回路电流i降至零。这种在电源的作用下，使电容器两极板上储存大小相等、符号相反的电荷的过程，叫作电容器的充电。
将已充了电的电容器，如图1-25（b）连接，万用表量程开关打在直流电流挡上。合上开关S，指针指示开始最大，随后逐渐减小至零，这时电容器两极板间的电压等于零。把充了电的电容器电荷减少的过程，叫作电容器的放电。
图1-25 电容器的充放电实验
正因为电容器有充电储能作用，所以在检修带有大容量电容器（如电视机、收录机上电源滤波用的电解电容器）的家用电器时，必须要做好防护工作，或不要触及，或先行放电，对容量较小的电容器，可在切断电源后等一段时间，任其自然放电完毕后再去检修，否则有可能遭到电击（麻电）。
1.2.4 电感和变压器
电感和变压器在家用电器中应用广泛。电感主要用作振荡、滤波、限流、调谐等；变压器主要用作降压、升压、耦合、隔离、振荡等。
（1）电感
当一个线圈中的电流发生变化时，由电流所产生的穿过线圈本身的磁通也发生变化，因此在线圈中将感应电动势。此自感电动势根据楞次定律，有反抗电流的任何变化的性质，这种性质称为电感，也称为自感，用L表示。这种元件称为电感器，简称为电感。电感单位的名称是亨利，简称为亨，用符号H表示，更小的单位有毫亨（mH）、微亨（μH）。它们的关系是：
1H=1000mH; 1mH=1000μH
各种电感器如图1-26所示。
图1-26 各种电感器
电感器有阻碍电流变化的作用，故得名感抗。感抗用符号XL表示，单位是欧姆（Ω）。感抗与交流电频率和电感成正比，频率越高，其电路中的电流流动越困难；反之，频率越低，感抗越小，电流流动就越容易。要是频率为零（即直流电），则感抗也等于零，电流不再受到阻力。感抗的计算公式为
XL=2πfL（Ω）
式中 f——频率，Hz；
L——电感，H。
【例1-7】 有一电感为4mH的线圈，加在36V、50Hz的交流电源上，试求通过线圈的电流是多少？
解 先求线圈的感抗：
XL=2πfL=2×3.14×50×4×10-3≈1.24（Ω）
再根据下式求电流：
I=U/XL=36/1.24=29（A）
（2）变压器
顾名思义，变压器是用来改变电压的。变压器只能用来变交流电，而不能用来变直流电。变压器接入直流电源将会被烧毁。
家用变压器有家用电器中使用的电源变压器，如用于36V、12V等安全照明灯的行灯变压器，以及作稳压用的稳压器等。它们能将市电变成所需要的电压。家用变压器通常是双卷式单相变压器，其原理如图1-27所示。
图1-27 变压器原理示意图
它是在闭合铁芯（由许多硅钢片组成）上绕两组绕组（即线包），其中接市电（接受电能）的一侧叫作一次绕组，也称原绕组或初级绕组；接负载（输出电能）的一侧叫作二次绕组，也称副绕组或次级绕组。变压器是根据电磁感应原理而工作的，它具有如下的基本性质。
原绕组、副绕组电压U1和U2之比，近似等于原绕组、副绕组匝数W1和W2之比，这个比值称为变压器的电压比，简称变比。即
流过原绕组、副绕组的电流I1和I2之比，等于副绕组、原绕组匝数之反比，即
【例1-8】 已知某变压器变比k=10，原绕组为1200匝，额定电压为220V，试求副绕组的电压和匝数。
解 副绕组的电压由下式计算，即
副绕组的匝数为
单相变压器的容量为
S=U1I1=U2I2
式中 S——变压器容量，V·A；
U1,U2——变压器原绕组、副绕组的电压，V；
I1,I2——变压器原绕组、副绕组的电流，A。
例如，一只50V·A、220/12V单相变压器，其原绕组的额定电流为
副绕组的额定电流为
