隱藏在電子器件內(nèi)部的世界令人驚嘆
隱藏在電子器件內(nèi)部的世界令人驚嘆
埃里克?施萊浦菲爾（EricSchlaepfer）在嘗試修理一臺(tái)損壞的測(cè)試設(shè)備時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)損壞的原因是一個(gè)有問題的鉭電容。元件不知為何短路了，他想知道原因。因此他把它擦亮，想看看里面。雖然沒有找到短路的根源，但他和他的合作者溫德爾?H.奧斯凱（Windell H. Oskay）發(fā)現(xiàn)了更美妙的東西：隱藏在電子器件內(nèi)部的世界令人驚嘆。接下來是長時(shí)間的拋光、清潔和拍照，最終形成了《打開電路：電子元件的內(nèi)在之美》（Open Circuits: The Inner Beauty of Electronic Components，No Starch Press出版社，2022年），下文節(jié)選自該書。正如作者所寫，這些元件的一切都是為了滿足特定技術(shù)需求而刻意設(shè)計(jì)的，但這種設(shè)計(jì)產(chǎn)生了“意外之美：那些意外涌現(xiàn)的事物美學(xué)”。
從一本包羅電子大千世界的書中， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 發(fā)現(xiàn)那些未曾花太多時(shí)間思考的事物（即無源元件），其內(nèi)部竟出人意料地令人嘆服。晶體管、發(fā)光二極管（LED）和其他半導(dǎo)體可能是最重要的部分，但電阻器、電容器和電感器的簡單物理特性也有其獨(dú)特之處。
——Samuel K. Moore
高穩(wěn)定性薄膜電阻器
這種高穩(wěn)定性薄膜電阻器的直徑約4毫米，其制造方法與其價(jià)格低廉的碳膜電阻器大致相同.但精確度極高。陶瓷棒表面涂有一層電阻薄膜(薄金屬、金屬氧化物或碳)，然后在薄膜上加工出完全均勻的螺旋槽。電阻器不是用環(huán)氧樹脂包覆，而是密封在一個(gè)有光澤的小玻璃封套中。這可以提高電阻器的魯棒性，非常適合精密基準(zhǔn)儀器等，電阻器的長期穩(wěn)定性對(duì)這些設(shè)備至關(guān)重要。與環(huán)氧樹脂等標(biāo)準(zhǔn)涂層相比，玻璃封套能更好地隔離濕氣和其他環(huán)境變化。
15圈微調(diào)電位器
將15圈微調(diào)電位器從其電阻范圍的一端移動(dòng)到另一端需要將調(diào)整螺釘旋轉(zhuǎn)15圈。順利獲得精細(xì)分辨率控制進(jìn)行調(diào)整的電路使用的就是這種類型的微調(diào)電位器，而不是單圈電位器。這種微調(diào)器中的電阻元件是一條絲網(wǎng)，即印刷在白色陶瓷基板上的金屬陶瓷帶(一種陶瓷和金屬的復(fù)合材料)絲網(wǎng)印刷的金屬將金屬陶瓷帶的每一端都連接到連接線上。它是單圈微調(diào)器中馬蹄形電阻元件的扁平線性版。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺釘則可沿軌道移動(dòng)塑料滑塊。游標(biāo)是連接到滑塊上的一根彈簧指(一個(gè)裝有彈簧的金屬觸點(diǎn))。金屬帶和電阻膜帶上的選定點(diǎn)順利獲得它來實(shí)現(xiàn)接觸。
陶瓷圓盤電容器
電容器是以靜電形式儲(chǔ)存能量的基本電子元件它們有無數(shù)的用途，包括大量的能量儲(chǔ)存、平滑電子信號(hào)，以及作為計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)單元。最簡單的電容器由兩塊平行金屬板組成，金屬板之間有一道間隙，不過電容器有多種形式，只要有兩個(gè)被絕緣體分開的導(dǎo)電表面(稱為電極)，就可以成為電容器。陶瓷圓盤電容器是一種低成本電容器，常見于電器和玩具中。它的絕緣體是一個(gè)陶瓷圓盤，它的兩個(gè)平行板是蒸發(fā)或噴鍍到圓盤外表面的極薄金屬涂層。連接線用焊料連接，整個(gè)組件浸入多孔涂層材料中，這種材料干燥堅(jiān)硬，可以保護(hù)電容器免受損壞。
薄膜電容器
薄膜電容器常見于高品質(zhì)音頻設(shè)備，如耳機(jī)放大器、電唱機(jī)、圖形均衡器和無線電調(diào)諧器。它們的主要特點(diǎn)是其介電材料為塑料薄膜，如聚酷纖維或聚丙烯。這種薄膜電容器的金屬電極真空沉積在塑料薄膜長條帶的表面上。引線連接后，將薄膜卷起來，浸入環(huán)氧樹脂中，將組件粘合在一起。然后將完成的組件浸在堅(jiān)韌的外涂層中，并標(biāo)記上它的值。其他類型的薄膜電容器是由金屬化塑料薄膜平層堆疊而成，并不是由多層薄膜卷成的。
浸漬鉭電容器
這種電容器的核心是一個(gè)多孔鉅金屬球。小球由鉅粉燒結(jié)而成，或在高溫下壓縮成致密的海綿狀固體。就像廚房海綿一樣，形成的小球的單位體積表面積很大。然后對(duì)小球進(jìn)行陽極氧化，形成一個(gè)表面積同樣較大的絕緣氧化層。順利獲得使用海綿狀幾何結(jié)構(gòu)而非大多數(shù)其他電容器使用的層堆疊或?qū)泳砝@，這一過程可將大量電容封裝到一個(gè)緊湊的器件中。該器件的正極接線柱(或叫陽極)直接與金屬相連。負(fù)極接線柱(或叫陰極)由涂在小球上的薄薄一層導(dǎo)電二氧化錳形成。
電源變壓器
這種變壓器有多組繞組，用于在電源中從單個(gè)輸入研討電壓(如墻上插座)產(chǎn)生多個(gè)輸出研討電壓。更靠近中心的小線是“高阻抗”磁線匝。這些繞組可承載較高的電壓，但電流較小。它們受到了幾層膠帶、銅箔靜電屏蔽和更多膠帶的保護(hù)。外部的低阻抗”繞組由更粗的絕緣線和更少的線匝構(gòu)成。它們可以處理較低的電壓，但電流較大。所有繞組都纏繞在黑色塑料線軸上。兩片鐵氧體陶瓷粘合在一起，形成了變壓器的心臟一一磁芯。
軸向電感器
電感器是以磁場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的基本電子元件。它們用于某些類型的電源中，順利獲得交替存儲(chǔ)和釋放能量來轉(zhuǎn)換電壓。這種節(jié)能設(shè)計(jì)有助于最大限度地延長手機(jī)和其他便攜式電子設(shè)備的電池壽命。電感器通常由纏繞在磁性材料(如鐵或鐵氧體，后者是一種填充氧化鐵的陶瓷)核芯上的絕緣線圈組成。流過磁芯的電流會(huì)產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，它就像電流的飛輪，當(dāng)電流流過電感器時(shí)，它可以平滑電流的變化。這種軸向電感器有多匝纏繞在鐵氧體線圈上的漆包銅線，兩端焊接在銅導(dǎo)線上。它有多層保護(hù)繞組上的透明清漆、焊點(diǎn)周圍的淺綠色涂層，以及醒目的綠色外層涂層，用來保護(hù)整個(gè)元件并作為指示電感值的彩色條紋表面。
關(guān)注微博
關(guān)注微信
關(guān)注公眾號(hào)
關(guān)注抖音號(hào)