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1 基本元件 電子電路的核心是電晶體、運算放大器等「主動元件」，它們是推動 電子科技蓬勃發展的主要角色。相對於電晶體的光輝耀眼，電阻、電容、 電感等「被動元件」顯得黯淡與渺小。但是，這些被動元件在實際的電路 中無處不在；也許只是配角，卻是舉足輕重、不可或缺。電阻、電容、電 感的特性十分單純，只要一個簡單的數學式就可相當準確的描述其電壓與 電流的關係。不過，這些元件的功能卻是多方面的，熟悉它們的特性與基 本應用是分析與設計電子電路的必備條件。 本章首先回顧幾個電路相關的基本觀念，然後介紹一些常用的機械(有 接點)開關，接著描述電子電路中的動力源—電壓源與電流源。本章的重點 是說明電阻、電容、電感的特性並探討這些元件在電子電路中所扮演的角 色。 1.0 啟動之前… 課程開始之前，讓我們先回顧一在 下幾個基本名詞與觀念。 並聯、串聯 並聯(in parallel ，圖0.1)的元件有相同的電壓，串聯(in series ，圖0.2) 的元件有相同的電流。兩電阻並聯時，總電阻變小(小於任一電阻)；圖 R R 0.1 中，總電阻R 1 2 。串聯時，總電阻變大(等於兩電阻之和)； R + R 1 2 圖0.2 中，總電阻R R1 + R2 。兩電阻並聯時，總電流增加；串聯時， 電流減小。 R1 R1 R2 R2 圖0.1 ：並聯 圖0.2 ：串聯 4 開路、短路 將兩點之間的導線剪斷(或將連接的元件移除)，稱為開路(open ，圖 0.3)。開路時，電流為0 ，但兩點之間的電壓不一定等於零(大多不等於 0)。將兩點以導線直接相連，稱為短路（short ，圖0.4 ）。短路時，兩點 之間的電壓為0 ，兩點之間的總電阻也等於0 ，且所有的電流均流經短 路線。 A R1 A R1 B R2 R2 B 圖0.3 ：A 、B 之間開路 圖0.4 ：A 、B 之間短路 功率 電阻性元件的額定值一般以功率(power)表示，對於直流電，功率等 於電壓乘以電流，亦即P VI 。若電阻的大小為R ，電阻兩端的電壓為 V ，流過電阻的電流為I ，則 2 V2 P VI I R R 一般電阻的額定功率為 1/4 W 或 1/2 W ，使用時須計算是否在額定之 下。電路中電阻消耗的功率若超過 1/2 W ，可選用白色的「水泥電阻」， 功率可達5 或 10 W 以上。 電壓與電流量測 量測電壓時，伏特計必須與元件並聯，如圖0.5 。量測電流時，安 培計必須與元件串聯，如圖0.6 。伏特計的內電阻非常高（1MΩ以上）， 5 而安培計的內電阻則接近於0 。因此，若將安培計與元件並聯，相當 於將兩點短路 ！