項(xiàng)目一 電路元件及萬用表的認(rèn)識(shí)

機(jī)電系羅旭Email:xluo@

電話655376電工技術(shù)項(xiàng)目一電路元件及萬用表的認(rèn)識(shí)項(xiàng)目二直流電路的認(rèn)識(shí)項(xiàng)目三日光燈照明電路的連接項(xiàng)目四電工測量儀表及安全工具的使用項(xiàng)目五變壓器的認(rèn)識(shí)項(xiàng)目六三相交流電路的連接項(xiàng)目七異步電動(dòng)機(jī)及控制電路的連接附錄Multisim基本操作學(xué)習(xí)目錄了解和認(rèn)識(shí)電子元器件電路分析方法交流電的基礎(chǔ)知識(shí)常用的電工儀表與安全工具使用介紹變壓器和三相交流電的基礎(chǔ)知識(shí)異步電動(dòng)機(jī)及控制電路的連接方法仿真軟件Multisim的應(yīng)用能學(xué)到什么知識(shí)呢？模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)汽車電路與電子系統(tǒng)檢測與維修

汽車故障診斷維修實(shí)訓(xùn)

對(duì)后續(xù)哪些課程有影響呢？理論課：掌握基本原理和分析方法實(shí)訓(xùn)課：積極動(dòng)手，分析問題、解決問題千古不變的方法：課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)多看一些參考書籍如何學(xué)習(xí)？項(xiàng)目一電路元件及萬用表的認(rèn)識(shí)項(xiàng)目實(shí)例內(nèi)容：本項(xiàng)目主要講解電阻元件、電容元件、電感元件及其伏安特性，以及萬用表的特點(diǎn)、分類和工作原理。知識(shí)點(diǎn)：1．常見電阻、電位器元件的基本特性、結(jié)構(gòu)、符號(hào)、分類；2．常見電容元件的基本特性、結(jié)構(gòu)與符號(hào)、分類；3．常見電感元件的基本特性、結(jié)構(gòu)與符號(hào)、分類；4．萬用表的特點(diǎn)、分類和工作原理。能力點(diǎn)：1．會(huì)利用萬用表測量電壓、電流、電阻、電容等特性參數(shù)；2．掌握電阻（電容、電感）的使用及選用原則，能熟練使用常用測量儀表萬用表；3．能正確使用電阻及電位器；4．能熟練地正確使用常用測量儀表萬用表。●

隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子元器件中的新產(chǎn)品層出不窮，其品種規(guī)格十分繁雜?！?/p>

本講只對(duì)電阻、電位器、電容器、電感器等最常用的電子元器件作簡要介紹?！?/p>

電子產(chǎn)品中的各種電子元器件種類繁多，其性能和應(yīng)用范圍有很大不同。1.電阻元件●其在電路中的主要用途是：

☆在電路中起分配分壓和降壓的作用；☆限制電路中的電流；

☆作負(fù)載電阻和阻抗匹配等●電阻是電子產(chǎn)品中最常用、最基本的電子元件之一，是耗能元件?！窆潭娮枋歉鶕?jù)需要由制造廠直接生產(chǎn)的，一般來說，其阻值不會(huì)改變。●不同用途的電阻其使用的材料也會(huì)不同，（1）電阻元件的種類與外形●電阻器的外型繞線電阻金屬膜電阻●

貼片電阻器的外型①薄膜電阻

在陶瓷管表面覆以導(dǎo)電的薄膜幾種常見的電阻元件

薄膜電阻；特殊銅線繞制的繞線電阻；敏感電阻等碳膜電阻（RT）穩(wěn)定性較好；阻值范圍寬，造價(jià)低。金屬膜電阻（RJ）體積小，穩(wěn)定性好，精度高。②繞線電阻（RX）

用電阻絲繞成，誤差小、精度高、功率大（一般在

1W以上）；但分布電感大，不易獲得高阻值。③敏感電阻指電特性對(duì)光、溫度、濕度、磁場、氣體、電壓、機(jī)械力等物理量表現(xiàn)敏感的元件。

如：壓敏、熱敏、光敏、力敏、濕敏等。④特殊外形電阻器●

貼片電阻基體呈片狀，工藝同金屬玻璃釉●

排電阻器一系列電阻器按一定規(guī)律排列起來，形成一個(gè)整體，構(gòu)成排電阻器?！?/p>

水泥電阻器：將繞線、氧化膜等電阻器的電阻體，用瓷殼套起來，用特殊不燃耐熱水泥填充密封而成。特點(diǎn)耐高溫功率大易散熱穩(wěn)定性高?？勺冸娮杵魈攸c(diǎn)：電阻值可以調(diào)節(jié)，但又不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)；類型：膜式可變電阻器和線繞式可變電阻器；作用：調(diào)節(jié)電壓、電流、頻率等，通常由廠家或技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)節(jié)；在外部可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的可變電阻器稱為電位器；符號(hào)：RH（2）電阻元件的標(biāo)稱阻值電阻元件在制造時(shí)并不是按照任意的阻值進(jìn)行生產(chǎn)制造的，而是生產(chǎn)出一定的阻值系列，稱為標(biāo)稱阻值。常見的阻值系列如表1-1所示。阻值系列允許誤差誤差等級(jí)電阻標(biāo)稱值E-24±5%Ⅰ1.0，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8，2.0，2.2，2.4，2.7，3.0，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2，9.1E-12±10%Ⅱ1.0，1.2，1.5，1.8，2.2，2.7，3.3，3.9，4.7，5.6，6.8，8.2表1-1常見阻值系列表（3）電阻元件的額定功率常見的額定功率有：1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、10W電阻的功率選擇應(yīng)考慮該電阻在電路中通過的電流的大小，若電路電流較大而選用了較小功率的電阻，電阻可能被燒毀。一般的電子電路常用1/4W的電阻。某些純電阻用電器有自己的額定功率，如熱水器，電熱器等，功率為1

500W等。當(dāng)然，不能將之視為一般意義上的電阻器?！?%為精密電阻器；≥5%為普通電阻器。（4）電阻元件的誤差等級(jí)①直接法：用數(shù)字和單位直接標(biāo)示電阻阻值的方法，通常Ω可省略；如：4.7K②文字符號(hào)法：用數(shù)字和符號(hào)組合表示阻值的方法，符號(hào)有：M、K、R；如：4K7、1R9③數(shù)字表示法：用于貼片電阻，用3～4位整數(shù)表示阻值，前2～3位表示有效值，末位表示倍率；單位Ω；如：102＝1000Ω、1001＝1000Ω④色環(huán)表示法：用不同顏色的色環(huán)在電阻表面上標(biāo)示電阻阻值方法（5）電阻元件標(biāo)注法色環(huán)表示法●

4位色環(huán)電阻表示法紅：2紫：7橙103

金±5％如只有3條色環(huán)，代表此電阻的允許誤差為±20％●

5位色環(huán)電阻表示法：▲

在讀色環(huán)電阻時(shí)，應(yīng)正確識(shí)別第一色環(huán)，一般第一色環(huán)距電阻頭較近。棕：1紫：7黑：0金：10-1

棕：±1％①電阻色環(huán)：棕—綠—紅—金

15102

±5%即阻值為：15×102±5%

=

1

500

=

1.5k②電阻色環(huán)：藍(lán)—灰—棕—銀

6810?1±10%即阻值為：68×10?1±10%

=

6.8①電阻色環(huán)順序?yàn)椋杭t—黑—黑—黑—棕

200100±1%則表示該電阻阻值為：200×100±1%

=

200。②電阻色環(huán)順序?yàn)椋鹤亍凇凇t—棕

100102±1%則表示該電阻阻值為100×102±1%

=

10000

=

10k。③電阻色環(huán)順序?yàn)椋狐S—紫—紅—橙—棕

472

103±1%則表示該電阻阻值為472

×

103±1%

=

472000

=

472k。五環(huán)電阻四環(huán)電阻練習(xí)：判斷下列電阻的阻值。（6）固定電阻器的檢測測試工具：指針式萬用表，數(shù)字式萬用表測試注意事項(xiàng)●

數(shù)十歐姆以下的電阻注意——接觸●

數(shù)十歐姆以上的電阻注意——手●

手的電阻——不確定與手的狀態(tài)有關(guān)，通常數(shù)千歐姆。2.電位器●

電阻值經(jīng)常需要由用戶直接調(diào)節(jié)時(shí)使用用于調(diào)節(jié)電壓、電流、頻率等；●電位器的符號(hào)：RP、W●電位器的圖形電位器的分類及其型號(hào)分類名稱型號(hào)合成碳膜電位器WH合成實(shí)芯電位器WS金屬膜電位器WJ線繞電位器WX合成玻璃釉電位器WI特殊電位器多圈電位器貼片電位器、步進(jìn)電位器等帶開關(guān)電位器直滑式電位器帶指示多圈電位器可用作傳感器的特殊電阻器類型電路圖形符號(hào)熱敏電阻器RT光敏電阻器R、RL、RG壓敏電阻器Rv磁敏電阻器R、RM力敏電阻器R、RL氣敏電阻器R、RGr（1）電位器的種類與外形圖1-1電位器的種類與外形電位器的種類與外形如圖1-1所示。（2）電位器的標(biāo)注電位器的標(biāo)注常用直接標(biāo)注法和數(shù)字標(biāo)注法。一般的電位器通常為直接標(biāo)注，如圖1-1中旋轉(zhuǎn)式電位器為470k。

而微調(diào)電位器則常常采用三位數(shù)字的標(biāo)注法，如102，503，105，……102應(yīng)讀為10×102

=

1000Ω

=

1kΩ503應(yīng)解讀為50—0?0?0

=

50000Ω

=

50kΩ

105則表示1000000Ω，即1MΩ。（3）電位器的檢測電位器的檢測主要是進(jìn)行標(biāo)稱阻值的檢測，以及進(jìn)行滑動(dòng)觸點(diǎn)與電阻體接觸是否良好的檢測?；瑒?dòng)觸點(diǎn)與電阻體接觸是否良好的檢測方法如下。用萬用表的歐姆擋（根據(jù)標(biāo)稱阻值的大小選好量程），兩表筆分別接電位器的一個(gè)固定引線腳與滑動(dòng)觸點(diǎn)引線腳，然后慢慢地旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸，這時(shí)表針應(yīng)平穩(wěn)地向一個(gè)方向移動(dòng)，阻值沒有跌落和跳躍現(xiàn)象，表明滑動(dòng)觸點(diǎn)與電阻體接觸良好。檢測時(shí)應(yīng)注意表筆與引線腳不應(yīng)有斷開現(xiàn)象，否則將影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。2.電容器電容器是由兩個(gè)導(dǎo)體中間隔以介質(zhì)（絕緣物質(zhì)）組成的，導(dǎo)體稱為電容器的極板。電容器加上電源后，極板上分別聚集起等量異號(hào)的電荷，帶正電荷的極板稱為正極板，帶負(fù)電荷的極板稱為負(fù)極板。此時(shí)，在介質(zhì)中建立了電場，并儲(chǔ)存了電場能量。當(dāng)電源斷開后，電荷在一段時(shí)間內(nèi)仍聚集在極板上，所以，電容器是一種能夠儲(chǔ)存電場能量的元件。常見電容器的類型如圖1-2所示。其中，電解電容有“+”、“?”極性，在實(shí)物上和圖形符號(hào)上都有標(biāo)注。圖1-2常見電容器（1）電容的圖形符號(hào)

極性電容：（2）電容的種類與外形

瓷片電容（無極性）薄膜電容（無極性）電解電容（有極性）圖1-3電容的種類與外形無極性電容：電容的種類與外形如圖1-3如示。電容的額定工作電壓表示電容接入電路后，能長期、連續(xù)可靠地工作而不被擊穿所能承受的最高工作電壓。使用時(shí)絕對(duì)不允許超過這個(gè)耐壓值，否則電容器就要損壞或被擊穿。額定電壓有6.3V、10V、16V、25V、32V、50V、63V、100V、160V、250V、400V、450V、500V、630V、1000V、1200V、1500V、1600V、1800V、2000V等。（3）電容元件的額定工作電壓①直標(biāo)法。如某電解電容表面標(biāo)示為：220F/100V，則表示該電容的電容量為220F，耐壓值為100V。②數(shù)字標(biāo)注法。例如，102表示10×102pF，即1000pF；104表示10×104pF

=

100000pF，即0.1μF；105表示10×105pF，即1μF。③字母與數(shù)字混合標(biāo)注法。如，4p7表示4.7pF M1表示0.1μF8n2表示8200pF G1表示100μF3m3表示3300μF（4）電容元件的標(biāo)注①新出廠的電解電容有兩個(gè)引腳，長腳為正極，短腳為負(fù)極。②觀察電解電容表面的標(biāo)注，標(biāo)有長條細(xì)線對(duì)應(yīng)的引腳為負(fù)極，另外一個(gè)引腳為正極。（5）電解電容極性的識(shí)別（6）電容器質(zhì)量的檢測萬用表不能精確測量電容器的電容量，但可以用來大致判別電容器性能的好壞。對(duì)于歐姆擋量程選用的基本原則是：被測電容器容量越大，歐姆擋量程應(yīng)越小。一般如測量470μF以上容量的電容器時(shí)，可選用R×10擋或R×1擋；47～470μF電容器時(shí)可選用R×100擋；如要測4.7～47μF的電容器時(shí)可選用R×1k擋；如測0.01～4.7μF的電容器時(shí)，可選用R×10k擋。對(duì)于0.01μF以下的小容量電容器，用萬用表不能準(zhǔn)確進(jìn)行檢測。具體檢測方法介紹如下。將萬用表黑表筆接電容正極（若為無極性電容則無需考慮），紅表筆接電容負(fù)極。在表筆接觸電容引腳時(shí)，如果萬用表指針很快向順時(shí)針方向（R為“0”的方向）偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，然后逐漸退回到原來的“∞”位置，說明電容器的漏電電阻很小，表明電容器性能良好，能夠正常使用。若萬用表不能回到“∞”位置，說明電容器存在漏電。表針距離“∞”位置越遠(yuǎn)，說明電容器漏電越嚴(yán)重。若表針停留在“0”值附近，說明電容器已經(jīng)擊穿短路了。檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)表針不動(dòng)，則說明電容器斷路。4．電感電感器一般由骨架、繞組、鐵芯、屏蔽罩等組成。常用電感器如圖1-4所示，電感的圖形符號(hào)如圖1-5所示。電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如L6表示編號(hào)為6的電感。電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法，色標(biāo)法與電阻類似。如：棕、黑、棕、金表示1H（誤差5%）的電感。電感的基本單位為亨（H）。換算單位有：1H

=

103mH

=

106H。（1）定義凡能產(chǎn)生電感作用的元件統(tǒng)稱為電感器，簡稱電感。通常電感都是由線圈構(gòu)成，故也稱電感線圈。它是一種儲(chǔ)能元件，具有通直隔交的特性，用L表示，單位是亨利，簡稱為亨，用H表示。（2）基本性能參數(shù)電感量及其精度；品質(zhì)因數(shù)：線圈中儲(chǔ)存能量與消耗能量的比值稱為品質(zhì)因數(shù)；分布電容：線圈圈匝與圈匝之間，線圈與底座之間均存在分布電容；穩(wěn)定性：電感量隨溫度，濕度等變化的程度。（3）電感線圈的結(jié)構(gòu)通常，線圈由骨架（支撐導(dǎo)線）、繞組、磁芯（增大電感量，縮小體積）、屏蔽罩等組成。（二）電工測量的相關(guān)知識(shí)1．電氣標(biāo)準(zhǔn)器測量就是用專門的儀器或設(shè)備通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算求得被測量的值。測量是一個(gè)相對(duì)的過程，必須以電氣標(biāo)準(zhǔn)器為基準(zhǔn)進(jìn)行測量。通常把充當(dāng)測量儀表測量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備稱為電氣標(biāo)準(zhǔn)器。實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)器主要有標(biāo)準(zhǔn)電阻器、標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電感、標(biāo)準(zhǔn)電容等。需要說明的是，實(shí)際的測量儀表內(nèi)部并不含電氣標(biāo)準(zhǔn)器，只是用電氣標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)即可。例如，在使用模擬萬用表換擋測量電阻時(shí)，總是需要將兩表筆短接，然后將指示調(diào)零，這是因?yàn)閮杀砉P短接，其阻值為零，以它為基準(zhǔn)可進(jìn)行正確測量。又如，用數(shù)字萬用表測量范圍為0～10V的電壓，其內(nèi)部信號(hào)范圍假定為0～5V，可采用如下方法校準(zhǔn)：將標(biāo)準(zhǔn)電池（1V）作為輸入，調(diào)整內(nèi)部電路使內(nèi)部輸入信號(hào)為0.5V即可。2．測量誤差通過建立實(shí)際電路的電路模型、求解電路得到的結(jié)果為理論值，用電工測量儀表去測量得到的結(jié)果為測量值。一般情況下，測量值與理論值總是有一定的出入，稱為誤差。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐中，任何測量結(jié)果都會(huì)有誤差，而誤差的大小又直接影響到測量的精確程度。人們不可能完全消除誤差，但可以通過掌握誤差規(guī)律，采取各種方式控制和減小誤差，從而得到更精確的測量結(jié)果。常用的誤差表示方法有下列幾種：（1）絕對(duì)誤差測量所得被測量的值x與被測量的真值x0之差為絕對(duì)誤差x。 x

=

x?x0

可見，絕對(duì)誤差x是有綱量的代數(shù)值，其綱量與被測量的綱量相同，其大小和正負(fù)分別表示測量值偏離真值的程度和方向。（2）相對(duì)誤差相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與被測量真值之比的百分?jǐn)?shù)，即由于被測量值的真值無法得到，在誤差越小，要求不太嚴(yán)格的場合，可用實(shí)際測量值x來代替，即相對(duì)誤差是無量量綱，常用于描述測量的準(zhǔn)確度。相對(duì)誤差越小，測量的準(zhǔn)確度就越高。（3）引用誤差目前，我國直讀式電工測量儀表的準(zhǔn)確度分為：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七級(jí)。如果儀表為S級(jí)，則說明該儀表的引用誤差不超過S%例1.2

某待測量電流為80mA，現(xiàn)有0.5級(jí)量程為0～300mA和1.0級(jí)量程為0～100mA的兩個(gè)電流表，問哪一個(gè)電流表測量更準(zhǔn)確？根據(jù)誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因，測量誤差可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差3類。（1）系統(tǒng)誤差在相同的條件下，多次測量同一量時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持恒定，或測試條件改變時(shí)，按一定規(guī)律隨條件變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。（2）隨機(jī)誤差在相同的條件下，多次測量同一個(gè)量時(shí)，每一次測量誤差的大小和符號(hào)都是隨機(jī)的，不可預(yù)知的，這一類誤差稱為隨機(jī)誤差。（3）粗大誤差在測量時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)與實(shí)際明顯不符的測量值。使測量值明顯偏離被測量值真值的誤差稱為粗大誤差，含有粗大誤差的測量值被稱為壞值。3．電工測量儀表的分類、、、、、、（1）按照被測量的種類分類（2）按照工作原理分類（3）根據(jù)電工測量儀表測量電流的種類分類電工測量儀表根據(jù)測量電流的種類分類可分為直流儀表（用－或DC表示）、交流儀表（用～或AC表示）、交直流儀表（用表示）。（4）根據(jù)電工測量儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)分類電工儀表按測量的準(zhǔn)確度級(jí)別不同分為：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七級(jí)。一般0.1級(jí)和0.2級(jí)儀表用來作標(biāo)準(zhǔn)儀器，以校準(zhǔn)其他工作儀表，而實(shí)驗(yàn)中多用0.5級(jí)到2.5級(jí)儀表。4．直讀式電工測量儀表的工作原理直讀式儀表是用標(biāo)度盤和指針指示電量的儀表，又稱為模擬儀表。因儀表以電磁力為基礎(chǔ)，故也稱為電磁機(jī)械式儀表。按照工作原理，直讀式儀表主要分為磁電式、電磁式、電動(dòng)式等幾種。它們的主要作用是將被測量電量變換成儀表活動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角位移。為了將被測電量轉(zhuǎn)換成角位移，電工儀表通常由測量機(jī)構(gòu)和測量線路兩部分組成。測量機(jī)構(gòu)是電工儀表的核心部分，儀表的偏轉(zhuǎn)角位移是靠它實(shí)現(xiàn)的。下面對(duì)常用的磁電式、電磁式、電動(dòng)式電工儀表的結(jié)構(gòu)和工作原理作簡單介紹。磁電式儀表的測量機(jī)構(gòu)包括固定部分和活動(dòng)部分，如圖1-6所示。固定部分由馬蹄形磁鐵1、極掌2及圓柱形鐵芯3組成。活動(dòng)部分由活動(dòng)線圈4、軸5、指針6、螺旋彈簧7組成。當(dāng)被測參數(shù)的電流流過活動(dòng)線圈時(shí)，在磁場的作用下，線圈的兩有效邊受到大小相等、方向相反的電磁力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。電磁轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻力矩。當(dāng)彈簧的阻力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩達(dá)到平衡時(shí)，可動(dòng)部分邊停止轉(zhuǎn)動(dòng)，指針也就指在某一對(duì)應(yīng)位置。磁電式儀表的靈敏度、準(zhǔn)確度高，刻度均勻，阻尼良好，構(gòu)造精細(xì)，消耗的功率小。但磁電式儀表只能測量直流電流，而且由于動(dòng)圈繞線很細(xì)，故載流量小，同時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。（1）磁電式儀表（2）電磁式儀表