元 件 的 选 择 及 测 量重点.docx
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元件的选择及测量重点
元件的选择及测量
一、教学组织时间:
10分钟
1、学生穿戴整齐,按时排队进入实习工厂
2、检查学生防护用品穿戴情况
3、清点人数,宣布课题内容及注意事项
二、授课内容:
时间:
120分钟
(一)电阻器
电阻器:
是一种能传递电流在导体中流过时受到阻力的元件。
1、图形符号
电位器:
RP
微调电阻R
固定电阻RΩ
电位器、微调电阻它是能够在一定阻值范围内进行调节。
而固定电阻的阻值是不变的。
2、单位
欧姆(Ω)、千欧(ΚΩ)、兆欧(ΜΩ)。
3、电阻的分类
一种是薄膜型电阻一种是绕线型电阻
薄膜型电阻分为:
碳膜电阻和金属膜电阻
4、电阻额定功率
当电流通过电阻的时候电阻由于消耗功率而发热,如果电阻发热功率大于它的承受功率,电阻的消耗功率可以由电功率公式计算出来。
P=UI=IR=U/R
常用电阻额定功率规格(W)
0.025、0.05、0.125、0.25、1、2、5、10、50、100、250、(W)
1/8W1/4W1/2W1W
2W3W5W10W
通常在选用电阻时要有一定的余量,选标准功率比实际功率大一些的电阻。
5、电阻类别和符号
顺序
类别
名称
简称
符号
第一字母
主称
电阻器
R
电位器
W
第二字母
导体材料
碳膜
碳
T
金属膜
金
J
金属氧化膜
氧
Y
线绕
线
X
第三字母
形状性能
大小
小
X
精密
精
J
测量
量
L
例如:
RJX——小型金属膜电阻
WTX——小型碳膜电阻
6、规格标注方法
1)直标法
就是在电阻上直接标注电阻的类别和符号,对于较大电阻可采取此标注方式。
RJJ100K﹪
精密
金属膜
电阻
例:
47Ω和470Ω在图中标为47、470;1.5Ω和2.7KΩ在图中表示为1R5、2K7。
电阻在1一100K要以千作单位用K表示。
允许偏差也可用文字表示:
B——±0.1%;C——±0.25%;D——±0.5%;F——±1%;K——±10%等
2)色标法
小型电阻一般电阻采用色环表示。
普通电阻用四色环表示标称阻值和允许偏差,而精密电阻器一般采用五色环表示。
电阻器色码表示
符号
颜色
A
B
C
D
D
一位
二位
倍乘
偏差
工作电压
银
——
——
10
±10
金
——
——
10
±5
黑
——
0
10
——
4
棕
1
1
10
±1
6.3
红
2
2
10
±2
10
橙
3
3
10
——
16
黄
4
4
10
——
25
绿
5
5
10
±0.5
32
兰
6
6
10
±0.2
40
紫
7
7
10
±0.1
50
灰
8
8
10
——
63
白
9
9
10
+5—-20
无
±20
例:
银
红
紫
黄
色环表示法:
前二环依次表示电阻第一位与第二位数,第三环表示倍乘数,第四环表示电阻值的误差,如无此环时即表示误差为零。
第一环为黄色、第二环为紫色、第三环为红色、第四环为银色。
则该电阻值为4700欧或47K误差为±10%
7、电阻的测量及判别
1)外观检查;引线折断以及烧焦情况。
2)用表检查电阻的实际阻值,如指针指示不稳定,说明电阻质量不行。
另外如电阻外观磨损没办法确定阻值时也必须用表来测量阻值的大小。
3)测量电位器时,如阻值可调,且无跌落或跳跃、抖动等现象,说明电位器正常。
(二)电感器
电感器通常称为电感线川,是贮能元件,电感器有阻止交流电路中电流变化的特点。
1、电感器的符号及单位
电感器用“L"表示单位是亨利(H)
比亨利小的单位是毫亨(MH)和微亨(UH)
1H=10MH=10UH
2、电感器分两大类
一种是自感器:
自感器又有空心铁氧体芯和可调磁芯(中周)、可调铜芯
一种是互感器(或称变压器)
互感器有空芯、铁芯、铁氧体芯和可调磁芯
3、电感器的用途
1)低频扼流圈2)高频扼流圈
电感器的测量:
主要用特殊的万用表测量
电感器的损坏判断:
主要判断线川是否开路或短路
(三)电容器
是一种能贮存电能的元件,是由两块绝缘介质间隔而构成。
1、电容器的符号和单位
电容用“C"表示单位是法拉用字母F表示
但在实际运用中用微法(UF)或皮法(PF)做单位也有毫法(MF)和纳法(NF)它们的关系式:
1F=10MF=10UF=10NF=10PF
2、电容器的分类
根据介质的不同电容器分为
1)纸介电容器2)金属化纸介电容器3)薄膜电容器
4)瓷介电容器5)云母电容器6)玻璃电容具
7)电解电容器
3、电容器的型号及图形表示
CZ是纸介电容器CY是云母电容器
CA是钽电解电容器CJ是铝电解电容器
电容器的图形符号
﹢
﹣
一般电容符号电解电容器微调电容器可变电容器
一般电容器上标有电压、容量,有几皮法到几千微法,耐压几伏到几千伏,误差5%~20%不等
4、电容器的规格标注方法
1)直标法
将主要参数和技术指示直接标在电容器表面上。
通常在容量较小于10000PF时用PF,大于10000PF时用μF,这样通常不标注单位,没有小数点的,是单位PF,有小数点的,单位是μF。
例:
0.1=0.1μF160=160PF
3.3PF=3P33300μ=3m3
2)色标法
与电阻色标法相同,电容的单位为PF
5、电容器的额定直流工作电压
是指在线路中能够长期可靠地工作而不被击穿时所能承受的最大直流电压(耐压值)它的大小与介质的种类和厚度有关。
注意:
电容器用在交流电路中,所加的交流电压的最大值不能超过额定直流工作电压。
常用的额定电压有:
6.3V、10V、16V、25V、63V、100V、160V、250V
6、电容器的选用:
1)允许误差2)耐压值3)绝缘电阻4)温度系数
8、电容器的极性判别
将表笔置于RX1K、RX10K档,并将被测电容短路,再用两表笔搭两脚,表针摆动,一般较小电容表针摆动不会过满刻度,摆动后应该又回到无穷大位置。
1μF以下电容充放电不明显,可使用RX10K档测量,其阻值同样回到无穷大位置。
设黑笔接C“﹢”极,红笔接C“﹣”极表针迅速向右摆然后慢慢退回表针不动,再反向测量一次,两次中电阻值大的那次,黑表笔接C“﹢”红表笔接C“﹣”
(四)晶体二极管
晶体二极管是由一个PN结构成,外部具有两个极性的半导体器件,它具有单相导电的性能。
还具有小、轻、耐用、可靠等优点,特别是它的高频性能好。
1、结构
+—
PN
2、极管的分类
按所用材料可分为硅二极管和锗二极管。
按用途可分整流、检波、稳压、变容、光敏。
按结构可分一类是点接触型二极管,通过的电流较小,适用于检波、高频电路。
常用于小电流整流和高频时的检波。
另一类是面接触二极管,通过的电流较大,适用于整流、低频电路。
主要用于大功率整流。
3、二极管的符号和型号
二极管的符号用V表示。
电极数目材料与极性晶体管类型晶体管序号
A一N型锗P一普通管表示某些性能
B一P型锗W一稳压管与参数上的差别
Z一二极管C一N型硅L一整流管
D一P型硅U一光电管
K一开关管
例如:
2AP7就是由N型材料锗单晶制成的普通二极管序号
为7
4、二极管伏安特
我们要掌握使用二极管,首先,要了解通过二极管的电流与外加电流的关系,也就是了解二极管的伏安特性曲线二极管的伏安特性。
每一种管子伏安特性都不一同。
其次,二极管特性:
具有单向导电性
I/mA
锗硅
。
B。
B
-30-20-10o。
A。
A
C
。
D-20.40.8V
。
D-4
-6
I/uA
伏安特性曲线图
OA段——对应为死区,电压锗管为0.2~0.3V,硅管为0.5~0.7V
AB段——正向电流随正向电压的升高而增大,导通电流迅速增大而管压降基本保持不变,特别是硅管。
OC段——随着反向电压的增大(0~—1V)反向电流也随之增大。
D点以后电压超过一定数值勤时,反向电流急剧增大,我们叫反向击穿。
主要参数:
1)最大整流电流。
2)最高反向工作电压。
3)最大反向电流。
5、二极管极性的识别
二极管在电路中应按着一定的极性连接,因此必须会识别二
极管的正负极
+—
阳极阴极
电流方向
(五)稳压二极管
稳压管是一种特殊的面接触半导体硅二极管,由于它在电路中与适当数值的电阻配合后能起稳定电压的作用,故称稳压二极管。
1、稳压管特性曲线图及特性
I(mA)
O
ΔUzCU(V)
D
ΔIz
uA
稳压管工作于反向击穿区,反向特性曲线上可以看出,反向电压在一定范围内变化时,反向电流很小,当反向电压增高到击穿电压时,反向电流突然剧增,稳压管反向击穿,此后电流虽然在很大范围内变化,但稳压管两端电压变化很小。
如果反向电流超过允许范围,稳压管将会发生热击穿而损坏。
稳压管表示符号:
阳极阴极
2、稳压管参数
1)稳定电压:
就是稳压管在正常工作下管子两端的电压。
同一型号的稳压管,由于工艺方面和其它原因,稳压管有一定的分散性。
如:
2CW18稳压管稳压值为10—12V接在电路中,它可能稳压在10.5V也可能稳压在11.8V。
2)电压温度系数dv:
:
这是说明稳压管的值受温度变化影响系数。
如:
2CW18稳压管的电压温度系数是0.095%/°c,就是说温度每增加1°c它的稳压值将升高0.095%
假如:
在20C时的稳压值是11伏,那么在50C时的稳压值是
所以一般说:
低于6伏的稳压管,它的电压温度系数是负的,高于6伏的稳压管,电压温度系数是正的,而在6伏左右的管子稳压值受温度的影响比较少。
3)动态电阻rz:
动态电阻是指稳压管端电压的变化量与相应的电流化量的比值稳压管的反向特性曲线愈陡,动态电阻愈小,稳压性能好。
还有稳定电流:
Iz;最大允许耗散功率Pzm:
3、稳压二极管与二极管的区别
一般使用万能表的低阴档(RX1K档以下)测量稳压二极管时,由于表内电池为1.5V。
这个电压不足使稳压二极管反向击穿。
因此用低阴档测量稳压管正反向电阻,其阻值的普通二极管一样。
要识别是稳压管还是二极管,必须使管子进入反向击穿区,即电源电压要大于被测量的稳定电压。
所以须RX10K档,能够被反向击穿的为稳压管,不能被反向击穿的为二极管。
Vz=(Eo×Rx)÷(Rx×nRo)。
n为所用档次的倍率数;Ro为万能表的中心阻值;Eo为电池电压;Rx为实测阻值。
(六)晶体三极管
晶体三极管是由两个PN结构成的,它在电路中主要起放大开关作用。
1、三极管的分类
三极管的种类较多,主要分成PNP、NPN型两大类,每类又分为大功率管、中功率管、和小功率管。
从电性能和用途上作为低频、高频放大管、开关管、高反压、低燥声和微电流放大管等。
2、三极管符号和管脚符号
三极管符号用V表示,它有三个极,一个是发射极(e)、一个是基极(b)、一个是集电极(c)
cc
Np
bb
pN
NP
ee
NPN型PNP型
3、三极管的型号命名方法
电极数材料与极性晶体管类型晶体管序号
A一PNP锗X一低频小功率表示某些
3一三极管B一NPN锗G一高频小功率性能上的
C一PNP硅D一低频大功率差别
D一NPN硅A一高频大功率
K一开关
例:
3AX31一表示由PNP型锗材料制成,低频小功率三极管,
它的序号为31
例:
3DG6一表示由NPN型硅材料制成,低频小功率三极管
序号为6
4、三极管的识别
各种三极管引出线排列位置有所不同,只有认清e.b.c三峡个管极的正确位置,才能接入电路。
5、三极管在电路中的三种状态
放大状态:
发射结正向偏置、集电结反向偏置
饱和状态:
发射结正向偏置、集电结正向偏置
截止状态:
发射结反向偏置、集电结反向偏置
特性曲线:
iс
Vсе
输入特性:
是指当集一射极电压Vce为常数时,输入电路中基极电流Ib与基极一射极电压Vbe之间的关系曲线Ib=f(Vbe)由图可见,和二极管的伏安特性一样,晶体体管输入特性也有一段死区,只有在发射结外加电压大于死区电压时,晶体管才会出现Ib。
硅管的死区电压约为0.5伏,锗管的死区电压不超过0.2伏。
输出特性曲线:
输出特性曲线是指当基极电流Ib为常数时,输出电路中集电极电流Ic与集一射极电压Vce之间的关系曲线Ic=f(Vce)
6、三极管的放大作用
三极管具有电流或电压的放大作用这是三极管的结构特性所决定的。
而三极管放大电路不论采用何种管型和线路形式都要满足“发射结加正向偏置,集电结加反向偏置。
”这是一基本工作条件。
如下图所示,电路中发射结上加下向电压,使得发射区能向基区注入电子,在集电结上加反向电压,使得扩散到集电结边缘的自由电子能够越过集电结进入集电区从而形成集电极电流Ic集电极电流Ic比基极电流Ib大得多。
因此,只基极电流有一个微小的变化就会引起集电极电流Ic很大的变化。
β=Ic÷IbIe=Ic+Ib
Rc
IbIc+
UceEc
Rb-
Ube
EbIe
7、主要参数:
1)电流放大系数
当晶体管接成共发射电路时,在静态(无输入信号)时集电极电流Ic(输出电流)与基极电流Ib(输入电流)的比值称为发射极静态电流(直流)放大系数。
当晶体管工作在动态(有输入信号)时,基极电流变化量为Ib,它引起集电极的变化量为Ic。
Ic与Ib的比值称为动态电流(交流)放大系数。
2)集—基极反向饱和电流Icbo
Icbo是由于集电结处于反向偏置,集电区和基区中的少数载流子的漂移运动(主要是N型集电区和空穴向基区漂移)所形成的电流。
Icbo受温度的影响大,在室温下小功率锗管的Icbo约为几微安到几十微安、小功率硅管在1VA以下。
3)集—射极穿透电流Iceo
Iceo它是当Ib=0(将基极开路),集电结处于反向偏置和发射结处于正向偏置时的集电极电流。
4)集电极最大允许电流Icm
集电极电流Ic超过一定值时,晶体管值要下降,当值下降到正常数值的三分之二时集电极电流称为集电极最大允许电流Icm。
5)集—射极击穿电压Bvcbo
基极开路时,加在集电极之间的最大允许电压称为集一射极击穿电压Bvcbo,当晶体管的集射极电压BV大于Bvcbo时,Iceo突然大幅度上升,说明晶体管已被击穿。
6)集电极最大允许耗散功率Pcm
由于集电极电流在流经集电结时将产生热量,使结温升高,从而会引起晶体管参数变化,当晶体管因热而引起参数变化不超过允许值时,集电极所消耗的最大功率称为集电极最大允许耗散功率Pcm。
Pcm主要受结温的限制,一般:
锗管允许结温为70一90C、硅管为150C
Pcm=IcVce
注意:
三极管的互换:
锗管和硅管互换时,必须是同极性,而且静态工作点电流也重新调试PNP与NPN两种型号的管子不能互换,因电压正负极不一样所以在互换时,必须是同型号、同功率的管子才能互换。
8、三极管的极性判别(操作示范)
用万能表RX100档或RX1K档测量。
(七)单结晶体管
单结晶体管又称为双基极二极管,因为它有一个发射极和两个基极,它的外型和普通三极管相似。
它广泛用于振荡、定时、双稳电路以及晶体管触发电路。
1、特点
1)稳定触发电压并可用基极间所加电压控制。
2)有一极小的触发电流。
3)负阻特性较均匀,其温度和寿命较晶体管稳定。
4)可取得较大的脉冲电流。
2、结构b²
e
b¹ 管脚排列
b²
rb²
D A
e
rb¹ 等较电路
b¹
注:
e—表示发射极b1—第一基极b2—第二基极
rbb=rb+rb;分压比η=rb¹/Rbb;UA=ηEb
3、单结晶体管的工作原理:
Ve
P(峰点)
ReVp
b2+
EeEb
IeUb(谷点)
Rwb1-VvV
Ue
Ie
截止区0Ip负阻区Iv饱和区
1)调节Rw使Ve从零逐渐增加,当Ve比较小时e、b之间不通呈很大电阻,同时还有一个很小的反向漏电流,随着Ve增高,这个电流逐渐变成一个大约几微安正向电流,这段特性曲线称截止区。
2)当Ve大于某一值时I突增,也就是说e、b之间的电阻忽然变得很小,发射极电流Ie突然增大,这个突变点叫峰点。
这点的电压和电流也叫峰点电压电流。
Vp=ηVb+VD;VD为单晶体中PN结的正向压降取VD=0.7V
在单晶管的PN结导通之后,从发射区(P区)向基区(N区)发射了大量的空穴型载流子,Ie迅速小,而e和b1之间变成低阻导通状态,Rb1迅速小,而e和b1之间的电压Ve也随着下降,这曲线的动态电阻为负值,称负阻区,而b2的电位高于e的电位,空穴载流子不会向e2运动,电阻Rb2基本上不变
3)当发射极电流Ie增大到某一数值时,电压Ve下降到最低点,曲线这一点称为谷点,相对应的是谷点电压Vv和谷点电流Iv,此后,当调节Rp时增大发射极电流,变化不大,称饱和区
综上所述:
当发射极电压等于峰点电压时,单结晶体管导通,导通之后发射极电压小于谷点电压Vv时,单晶管恢复载止。
分压比n由管子结构决定的,不同的管型n不同,外电压Vbb的数值不同时,它们的Vp峰值电不同谷点电压不同型号的Vv不同,谷点电压大约在2—5V之间
4、单结晶体管极性判别(操作示范)
用万能表RX1K挡测量
(八)晶闸管(可控硅)
1、晶闸管的基本结构、符号和管极符号A
Ae2b2
P1β¹Ig
N1N1C²
GP2P2Igβ¹β²
N2b¹C¹
KG
Ige¹K
AK
G
A——阳极K——阴极G——控制极
2、分类
1)晶闸管外型:
可分为大功率和小功率,大功率又有螺栓式和平板压接式,小功率有壳式和塑料封装等。
2)工作特性不同:
可分为普通可控硅、可关断可控硅、双向可控硅最常用的是普通可控硅。
3、晶闸管工作原理:
1)晶闸管阳极接直流电源的正极,阴极经灯泡接电源负极,此时晶闸管承受正向电压,控制极中开关断开,灯不亮表示晶闸管不导通。
2)晶闸管的阳极和阴极间加正向电压,控制极对于阴极也加正向电压,这时灯亮,说明晶闸管导通。
3)晶闸管导通后,如果去掉控制极电压,灯仍亮,这表明晶闸管继续导通,即晶闸管一旦导通后,控制极就失去了控制作用。
4)晶闸管的阳极和阴极加反向电压,无论控制极加不加电压灯都不亮,晶闸管截止。
5)如果控制极加反向电压,晶闸管回路无论加正向还是反向电压,晶闸管都不导通。
通过上述试验,可总结出晶闸管导通必须具备的两个条件:
晶闸管阳极和阴极之间必须加正向电压
B、B、控制极加适当的正向电压。
4、注意事项
1)使用晶闸管时,管子承受的正身长反向峰值电压均不可超过其额定峰值电压,所通过的电流平均不可超过其额定电流。
2)触目惊心发电压和电流要足够大,但一般不容许超过10V和2A的电流。
3)对50A以上的晶闸管要采用风冷,若采用自然冷却,则允许电流应为额定值的50%左右。
5、晶闸管的极性判别(操作示范)
用万能表RX100K或RX1K档测量。
从结构图中也可以看出,只有控制极G对阴极K导通其它的AK、AG、KG均不导通。
(九)整流桥堆
整流桥堆实际上是由4个二极管组成的桥式整流电路
工作原理:
假如定外接一个负载电阻Rf接在C、D两端时,A、B接上交流低度电压,交流电压A点为正时二极管V1、Rf、V4导通,C点为高电位。
交流电压B点为正时,A点为负时,二极管V2、Rf、V3导通,这时C点也为高电位。
总之:
整流出的直流电压C正、D负。
三、操作示范
1、电阻测量:
万用表测量(口述)并作测量示范。
(也可用直流电桥测量电阻、用毫伏表测量电阻。
)
2、电感量的测量:
主要用特殊的万用表测量,电感器损坏判断:
主要判断线圈是否开路或短路。
3、电容器的测量:
用万用表对电容充电,观察万用表指针摆动大小,摆动大时黑表笔接电容正极,摆动小时黑表笔接电容负极。
将表打到RX1K、RX10K档,并将被测电容短路,两表笔搭两脚,表针摆动,一般较小电容表针摆动不会很大,摆动后应该又回到无穷大位置。
1µF以下电容充放电不明显,可用RX10K档测量。
设黑笔接C“+”极,红笔接C“—”极表针迅速向右摆动,然后慢慢退回表针不动,再将表笔对调一下,两次测量中电阻值大的一次黑表笔接C“+”,红表笔接C“—”。
4、二极管的极性的判别:
将万用表的转换开关置于“Ω”档的R×100或R×10位置,万用表的两只表笔分别接在二极管的两根引出线上,测量出二极管的电阻,然后将红黑表笔互换一下,再测量一次,正常的管子前后两次测得的电阻什应相差很大,大约有几百倍。
由于二极管的正向电阻很小,反向电阻很大,所以测得的较小的电阻值为二极管的正向电阻,此时黑表笔接的是二极管的正极,红表笔接的是二极管的负极。
二极管好坏的测试:
用万用表测二极管时,不能用R×1、R×10档测量,以免损坏二极管。
通过测量二极管的正、反向电阻,可以大致判断管子的好坏。
因为正常二极管的正向电阻很小(锗管约为100~1000Ω;硅管约为几K反向电阻很大(不论是锗管还是硅管,一般都在105以上,而且硅管的比锗管的大)。
如果二极管的正、反向电阻值与上述数值相差很多,表明二极管性能较差或已损坏。
若正、反向电阻均为无穷大,即表针不动,则表明二极管内部断路;如果正、反向电阻值均近似0Ω时,说明管子内部击穿。
5、三极管的测试:
基极的判定:
将万用表转换开关置于Ω档R×100
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