電工技術(shù)基礎(chǔ)課件

電工技術(shù)基礎(chǔ)主編：丁燕制作：曾令琴2023年元月歡迎學(xué)習(xí)項(xiàng)目1

認(rèn)識電路基本元器件項(xiàng)目2

電路基本電量及其測量項(xiàng)目3交流電的產(chǎn)生和應(yīng)用項(xiàng)目4磁路與變壓器項(xiàng)目5異步電動機(jī)及控制技術(shù)項(xiàng)目6直流電動機(jī)項(xiàng)目7電力系統(tǒng)及低壓控制電路項(xiàng)目8

安全用電與防雷首頁項(xiàng)目9認(rèn)識照明電路任務(wù)1.1認(rèn)識電阻元件和電阻器任務(wù)1.2電感的識別、應(yīng)用和測量任務(wù)1.3電容的識別、應(yīng)用與測量任務(wù)1.4認(rèn)識直流電源章目錄項(xiàng)目1認(rèn)識電路基本元器件項(xiàng)目導(dǎo)入電路圖是電工技術(shù)的語言，看不懂電路圖也就無法深入地學(xué)習(xí)和掌握電工技術(shù)。電路圖通常由電路基本元器件構(gòu)成，若要看懂電路圖，首先須認(rèn)識電路基本元器件。通過對電路元器件的認(rèn)識，我們可以進(jìn)一步熟悉電工技術(shù)中各種實(shí)用電路的構(gòu)成原理及功能，更好地在實(shí)際電路中了解和掌握電路理論，提高實(shí)際應(yīng)用能力。通過導(dǎo)線將用電設(shè)備與供電電源連接而構(gòu)成的電流的通路稱為電路。電路中的用電設(shè)備根據(jù)設(shè)備本身具有變電能為熱能的耗能現(xiàn)象抽象出了電阻元件，如日光燈管；根據(jù)用電設(shè)備中的電磁感應(yīng)現(xiàn)象以及儲存磁能的本領(lǐng)抽象出了電感元件，如理想鎮(zhèn)流器，根據(jù)用電設(shè)備可以容納電荷進(jìn)而產(chǎn)生勢能的本領(lǐng)抽象出了電容元件。電阻、電感和電容是電路中的最基本的電路元件。通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)以及對電路基本元器件的認(rèn)識，可使學(xué)生加深對電路元件和電路模型的深入理解，不斷豐富自己的電路元器件知識和及時了解最新電路元器件，更好地在實(shí)際電路中熟悉和掌握電路理論，提高實(shí)際應(yīng)用能力，對研發(fā)、設(shè)計、安裝、調(diào)試電路十分重要。項(xiàng)目導(dǎo)入知識目標(biāo)了解電阻器及其在電路中的作用，掌握電阻器標(biāo)稱值的識別方法，理解電阻元件與電阻器的區(qū)別，掌握電阻定律；了解電感器及其在電路中的作用，理解電感元件與電感器的區(qū)別，掌握電感器標(biāo)稱值的識別方法，理解電感器技術(shù)參數(shù)的意義；了解電容器及其在電路中的作用，理解電容元件與電容器的區(qū)別，掌握電容器標(biāo)稱值的識別方法，理解電容器技術(shù)參數(shù)的意義；理解和掌握電壓源和電流源的特點(diǎn)及外部特性。技能目標(biāo)掌握實(shí)用工程技術(shù)中電阻器、電感器和電容器的選擇方法，具有對電阻器直行正確測量的技能和方法，具有對電感器和電容器的正確選擇以及使用檢測技術(shù)。提出問題什么是電阻元件？什么是電阻器？電阻元件和電阻器有什么區(qū)別？電阻在工程實(shí)際中有何應(yīng)用？你知道正確選擇電阻的方法嗎？你能否掌握電阻的檢測技術(shù)？1885年，英國C.布雷德利發(fā)明了模壓碳質(zhì)實(shí)芯電阻器；1897年，英國T.甘布里爾和A.哈里斯用含碳墨汁制成碳膜電阻器；1913～1919年，英國的W.斯旺和德國的F.克魯格先后發(fā)明金屬膜電阻器；1925年，德國西門子-哈爾斯克公司發(fā)明了熱分解碳膜電阻器，打破了碳質(zhì)實(shí)芯電阻器壟斷市場的局面；1959年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成了TaN電阻器；60年代以來，采用滾筒磁控濺射、激光阻值微調(diào)等新工藝，部分電阻產(chǎn)品向平面化、集成化、微型化及片狀化方面發(fā)展。知識準(zhǔn)備任務(wù)1.1認(rèn)識電阻元件和電阻器式中，當(dāng)電阻率的單位取【Ω·m】，導(dǎo)體的長度單位用【m】，導(dǎo)體的截面用【m2】時，電阻的單位就是歐姆【Ω】。電阻換算關(guān)系：1MΩ=103kΩ=106Ω

導(dǎo)體對電流所呈現(xiàn)的阻礙作用稱為電阻。從本質(zhì)上來看，電阻的阻值大小取決于物質(zhì)本身的結(jié)構(gòu)，即決定于物質(zhì)的電阻率。實(shí)際工程應(yīng)用中，導(dǎo)體的電阻不僅取決于電阻率的大小，還與導(dǎo)體的長度、截面有關(guān)。即：1.1.1電阻概述導(dǎo)體的電阻率

隨溫度的變化而變化。因此，電氣行業(yè)常用材料在20℃時的電阻率作為計算依據(jù)，如下表1.1所示。

電阻器是電工技術(shù)、電子技術(shù)中用得最多的元器件之一，在電路中主要起限流和分壓作用。例1.1在商場買回1捆長度l＝100m、截面積S＝1mm2的銅芯絕緣導(dǎo)線，求這捆導(dǎo)線的電阻。（電阻率可查表1.1）

解：S＝1mm2＝1×10-6m2

，l＝100m，查表1.1銅的電阻率ρ＝1.7×10-8Ω·m，則電機(jī)控制電阻柜工程用電阻碳膜電阻陶瓷電阻金屬膜電阻其他電阻1.1.2電阻器熱敏電阻貼片電阻水泥電阻線繞電阻光敏電阻

以上均為阻值不可變的固定電阻，其標(biāo)稱阻值一般標(biāo)示在電阻上?；€變阻器碳膜電位器可變電阻箱可變電阻開關(guān)電位器功率型可變電阻

可變電阻的阻值在一定的范圍內(nèi)可以調(diào)整，標(biāo)稱阻值是其最大值，滑動端到任意一個固定端的阻值在0和最大值之間連續(xù)可調(diào)。玻璃鈾電位器1.

電阻器的符號國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電阻器的圖形及符號如下圖所示：

2.

電阻器的參數(shù)電阻器的參數(shù)包括標(biāo)稱阻值、額定功率、精度、最高工作溫度、最高工作電壓、噪聲參數(shù)及高頻特性等。在挑選電阻器的時候主要考慮其阻值、額定功率及精度，而其他參數(shù)，如最高工作溫度、高頻特性等只在特定的電氣條件下才予以考慮。（1）標(biāo)稱阻值和允許誤差

電阻器表面標(biāo)示的阻值稱為標(biāo)稱阻值。電阻器的實(shí)際阻值對于標(biāo)稱阻值的允許最大誤差范圍稱為允許誤差。標(biāo)稱阻值按誤差等級分類，國家規(guī)定有E24、E12和E6系列，電阻器的標(biāo)稱阻值及允許誤差如表1.2所示。阻值系列允許誤差偏差等級標(biāo)稱值E24±5%Ⅰ1.0，1.1，1.2，1.3，1.5，1.6，1.8，2.0，2.2，2.4，2.7，3.0，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2，9.1E12±10%Ⅱ1.0，1.2，1.5，1.8，2.2，2.4，2.7，3.3，3.6，3.9，4.7，5.6，6.8，8.2E6±20%Ⅲ1.0，1.5，2.2，3.3，3.9，4.7，5.6，6.8，8.2普通電阻器標(biāo)稱阻值系列表1.2（2）額定功率電阻器上有電流流過時會發(fā)熱，如果溫度過高就會被燒毀。在環(huán)境溫度下電阻器長期穩(wěn)定工作所能承受的最大功率稱為額定功率。不同類型電阻器的額定功率系列如表1.3所示。線繞電阻器額定功率系列非線繞電阻器額定功率系列0.05，0.125，0.125，1，2，4，8，12，16，

25，40，75，100，250，5000.05，0.125，0.5，1，2，5，10，25，50，100電阻器額定功率系列單位：W

表1.33.

電阻器標(biāo)稱值的識別（1）直接標(biāo)示法

直接標(biāo)示法就是在電阻器表面用數(shù)字、單位符號標(biāo)志和百分?jǐn)?shù)直接標(biāo)出電阻器的阻值和允許誤差。例如上面左圖表示標(biāo)稱值為20kΩ、允許誤差為±0.1%、額定功率為2W的線繞電阻器；右圖表示標(biāo)稱阻值為1.2kΩ、允許誤差為±10%、額定功率為0.5W的碳膜電阻器。（2）文字符號標(biāo)示法

文字符號標(biāo)示法就是將電阻器的標(biāo)稱阻值用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號兩者有規(guī)律的組合來表示的方法。這種標(biāo)示法的允許偏差也用文字符號表示。符號前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值。例如電阻器上標(biāo)志符號為“6k8”表示電阻的阻值為6.8kΩ。

文字符號標(biāo)示法中，表示允許誤差的文字符號有D、F、G、J、K、M，與它們相對應(yīng)的允許偏差分別為：±0.5%、±1%、±2%、±5%、±10%、±20%。

例如電阻器上標(biāo)志50ΩJ，表示電阻為50Ω，允許偏差為±5%。（3）色環(huán)標(biāo)示法對體積較小的電阻或一些合成電阻，其阻值和誤差常用色環(huán)來標(biāo)志。但在色環(huán)電阻器的識別中，找出第一道色環(huán)很重要，通?？捎孟路▉碜R別：

四環(huán)電阻的標(biāo)志中，第四道色環(huán)一般是金色或銀色，由此可推出第一道色環(huán)。

五環(huán)電阻標(biāo)志中，第一道色環(huán)與電阻的引腳距離最短，或第五環(huán)與第四環(huán)之間的距離稍大，由此可識別出第一道色環(huán)。

采用色環(huán)標(biāo)志的電阻器，顏色醒目，標(biāo)志清晰，不易退色，從不同的角度都能看清阻值和允許偏差。目前國際上廣泛采用色標(biāo)法。

第一環(huán)白色

該電阻的色環(huán)有四個，為四環(huán)電阻。第二環(huán)紅色第三環(huán)黑色第四環(huán)金色對應(yīng)電阻值92×100±5％＝92Ω±5％色環(huán)標(biāo)志法第一環(huán)紅色精密電阻通常用5道色環(huán)標(biāo)志，前3環(huán)表示三位有效數(shù)字，4、5環(huán)表示倍乘和誤差第二環(huán)綠色第三環(huán)黃色第四環(huán)紅色對應(yīng)電阻值254×102±5％＝25.4kΩ±5％第五環(huán)金色（4）貼片電阻器的數(shù)碼標(biāo)示法

貼片電阻與一般元器件的標(biāo)稱方法有所不同，通常在貼片電阻器上用三位數(shù)碼表示標(biāo)稱值的標(biāo)志方法稱為數(shù)碼標(biāo)示法。數(shù)碼從左到右，第一、二位為有效值，第三位為倍乘，即10的幾次方，單位為歐。

數(shù)碼標(biāo)示法通常只有三位數(shù)碼，三位數(shù)碼中，從左至右的第一、二位為有效數(shù)字，第三位表示有效數(shù)字后面所加“0”的個數(shù)，如標(biāo)有“223”，表示該電阻阻值為2.2kΩ；標(biāo)有“680”，表示該電阻的阻值為68Ω；標(biāo)有“102”表示該電阻阻值為1kΩ。如果電阻值帶有小數(shù)或是純小數(shù)，則用“R”表示“小數(shù)點(diǎn)”，R前為整數(shù)，R后為小數(shù)。例如：“8R20”表示貼片電阻器的阻值為8.2Ω；“R068”表示阻值為“0.068Ω”。

1.1.3

電阻元件工程實(shí)際中，如果電阻器上出現(xiàn)的電容、電感性質(zhì)通常狀態(tài)下能夠忽略不計，則該電阻器可抽象為一個理想的電阻元件。電路理論中，電路圖上的電阻R和電氣工程圖紙上的電阻R，均為理想電阻元件。理想電阻元件只具有耗能的電特性，是工程實(shí)際中電阻器的理想化和近似。理想電阻元件的特征：①電阻元件是耗能元件，它將電能轉(zhuǎn)換成熱能后消耗掉，能量轉(zhuǎn)換的過程不會逆轉(zhuǎn)；②電阻元件的參數(shù)R是確切的常數(shù)，其端電壓和通過它的電流符合歐姆定理的即時對應(yīng)關(guān)系，沒有時間的超前和滯后。理想電阻元件上的電壓、電流關(guān)系符合歐姆定律，且電阻元件總是消耗電能的，電阻元件上消耗的功率:P=UI=I2R=U2/R1.1.4電阻的應(yīng)用1.利用電阻的串聯(lián)可擴(kuò)大電壓表量程2.利用電阻的并聯(lián)可擴(kuò)大電流表量程例1.2計算下圖所示電路中的電流I。已知電路中R1＝10Ω，R2＝8Ω，R3＝2Ω，R4＝6Ω，路端電壓U＝140V。解：R＝R1＋Rab＝10＋4＝14Ω3.混聯(lián)電阻的應(yīng)用例1.3計算1Ω電阻和40Ω電阻的串聯(lián)等效電阻值和并聯(lián)等效電阻值。解：R串＝1＋40＝41Ω

由此例可看出，當(dāng)兩個阻值相差很大且串聯(lián)連接時，其等效電阻約等于大電阻的阻值。因此，在電阻串聯(lián)電路的分析過程中，應(yīng)注意串聯(lián)大電阻是電路中的主要矛盾；當(dāng)兩個阻值相差較大的電阻并聯(lián)時，等效電阻約等于小電阻的阻值。即電阻并聯(lián)電路的分析中小電阻是主要矛盾。1.1.5電阻的選用

根據(jù)用途選擇電阻器時，通常對性能要求不高的收音機(jī)、普通電視機(jī)等電子線路可選用碳膜電阻器；對整機(jī)質(zhì)量和工作穩(wěn)定性、可靠性要求較高的電路可選用金屬膜電阻器；對儀器、儀表電路應(yīng)選用精密電阻器或線繞電阻器；熱敏電阻器的特點(diǎn)是電阻值隨溫度的變化而變化，主要在電路中作溫度補(bǔ)償用，也可在溫度測量電路和控制電路中作感溫元件。片狀電阻器屬于新一代電阻元件，是超小型電子元器件，由于占用安裝空間很小，沒有引線，其分布電容和分布電感均很小，使高頻設(shè)計易于實(shí)現(xiàn)，因此通常用于高頻電路中。

電位器的體積大小和轉(zhuǎn)軸的軸端式樣要符合電路的要求。如經(jīng)常旋轉(zhuǎn)調(diào)整的選用銑平面式；作為電路調(diào)試用的可選用帶起子槽式等。電位器在代用時應(yīng)注意功率不得小于原電位器的功率，阻值可比原來電位器的阻值略大或略小。

一般情況下所選用電阻器的額定功率要大于在電路中電阻實(shí)際消耗功率的兩倍左右，以保證電阻器使用的安全可靠性。

電阻器的代用原則：大功率電阻器可代換小功率電阻器，但用于保險的電阻例外；金屬膜電阻器可代換碳膜電阻器；固定電阻器與半可調(diào)電阻器可相互代替使用。1.1.6電阻器的檢測技術(shù)

測量電阻時，不能帶電測量。測量單個電阻時，不能在線測量。

萬用表可以直接測量出電阻的阻值。通常應(yīng)先選擇較大量程，但量程選大了會損失測量結(jié)果的有效數(shù)位，使測量精確度降低。因此測量過程中應(yīng)根據(jù)讀數(shù)調(diào)整至合適的量程，以求測得較為準(zhǔn)確的阻值。指針式萬用表的黑表棒與電表內(nèi)部電源正極相連、紅表棒與電表內(nèi)部電源負(fù)極相連，這一點(diǎn)數(shù)字式萬用表與此相反。注意：

直流電橋是專門用來精確測量電阻的電工儀表。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，直流電橋分為單臂電橋、雙臂電橋和單雙臂電橋。

直流雙臂電橋適合測量1Ω以下的低值電阻。

直流單臂電橋比較適合測量1～106Ω的中值電阻。

中國電子行業(yè)的發(fā)展分析：近年來我國電阻產(chǎn)業(yè)進(jìn)入前所未有的發(fā)展“黃金期”。在中高端市場，由于國際電子元器件供應(yīng)鏈的不確定性持續(xù)增加，中國終端企業(yè)亟需高品質(zhì)的國產(chǎn)電阻做替代方案，因此涌現(xiàn)出一批優(yōu)質(zhì)的本土電阻供應(yīng)商。而在低端市場，日韓被動元件廠商紛紛調(diào)整戰(zhàn)略，逐步放棄中低端市場，造成中低端供需缺口，越來越多的玩家涌入該賽道。中高端電阻器的進(jìn)口替代是我國電阻器生產(chǎn)廠家未來發(fā)展的一個方向。此外，與一般大批量生產(chǎn)的電阻相比，中高端電阻器行業(yè)由于其產(chǎn)品質(zhì)量要求較高等因素，一般企業(yè)更難介入，相應(yīng)市場競爭程度也較小，利潤水平比較高。比如新型大功率特種電阻器是電阻器行業(yè)發(fā)展的一個重要方向，主要包括風(fēng)力發(fā)電用特種電阻器、變頻器用電阻器、軌道交通特種功率電阻器，電動汽車用特種功率電阻器等。全球被動元件（電阻、電感和電容）總出貨量約為5.4萬億顆，同比下降了27.7%。受到全球新冠疫情的影響，全球被動元件將繼續(xù)下滑，受益于智能手機(jī)銷量的恢復(fù)，5G手機(jī)加速滲透、汽車電動化和智能化、IOT等需求驅(qū)動，預(yù)測2021年全球被動元件產(chǎn)值有望年成長約11.1%。另外，2023年，預(yù)計全球新能源汽車用熔斷電阻器市場規(guī)模將達(dá)到35億元，其中中國新能源汽車用熔斷電阻器市場規(guī)模約為19億元。當(dāng)前汽車行業(yè)正處于變革時期，根據(jù)預(yù)測，到2025年，全球新能源汽車銷量將達(dá)到2000萬輛，約17%的滲透率，2020年至2025年的復(fù)合增長率為45%。拓展閱讀

科技興則民族興，科技強(qiáng)則國家強(qiáng)，核心科技是國之重器。核心技術(shù)并不是那么容易引進(jìn)的，也不可能一蹴而就，需要國人不忘初心，砥礪前行。任務(wù)1.2電感的識別、應(yīng)用和測量提出問題你了解什么是電感器嗎？電感器和電感元件有什么區(qū)別？電感器標(biāo)稱值的標(biāo)識方法你知道嗎？電感器的技術(shù)參數(shù)有哪些？電感器的檢測技術(shù)你掌握了嗎？電感器是構(gòu)成電路的基本元件之一，其基本工作特性是通低頻、阻高頻。電感器在交流電路中常用于扼流、降壓、諧振等。知識準(zhǔn)備1.2.1電感器

電感器是構(gòu)成電路的基本元件之一。電感器通電以后就會在它周圍建立磁場，并將從電路中接收到的電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存起來，即建立磁場、儲存磁能是電感器的主要工作方式。

按結(jié)構(gòu)的不同，電感器可分為固定電感器和可變電感器兩大類。1.固定電感器

普通固定電感線圈包括濾波電感、貼片電感和電抗器等，其電感量通常采用直標(biāo)法和色標(biāo)法標(biāo)示，又稱色碼電感器。普通電感器具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)牢固和安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛用于收錄機(jī)、電視機(jī)等電子設(shè)備中，用于濾波、陷波、扼流、振蕩、延遲等。普通固定電感器

貼片電感

電感電抗器

低頻電感線圈

高頻電感線圈

濾波電感

低頻電感扼流圈一般由鐵心和繞組等構(gòu)成。其結(jié)構(gòu)有封閉式和開啟式兩種，封閉式的結(jié)構(gòu)防潮性能較好。低頻扼流圈常與電容器組成濾波電路，以濾除整流后殘存的交流成分。低頻電感線圈

高頻電感器在高頻電路中用來阻礙高頻電流的通過。在電路中，高頻扼流圈常與電容串聯(lián)后組成濾波電路，起到分開高頻和低頻信號的作用。高頻電感線圈

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，電感在封裝方式上發(fā)生了很大的變化。在一些主板或顯卡上已看不到由銅絲纏繞的“輪胎”式線圈，取而代之的是體積較小的封裝立式電感線圈或是黑色塑料封裝的屏蔽式電感。封裝的立式電感屏蔽式電感圖示為可變電感器。方法：在線圈中插入磁芯或銅芯，當(dāng)改變芯子的位置時就可達(dá)到改變電感量的目的。收音機(jī)的中周就是可變電感線圈，其電感量可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

可變電感器還能與可變電容組成調(diào)諧器，用于改變收音機(jī)中的諧振頻率。

2.可變電感器3.微調(diào)電感器微調(diào)電感器用于小范圍改變電感量，從而調(diào)整局部電路的參數(shù)。4.電感器的使用

其次，因?yàn)殡姼芯€圈是磁感應(yīng)元件，所以在安裝電感器時，要注意電感元件之間的相互位置：應(yīng)使相互靠近的電感線圈的軸線位置互相垂直，最大限度地減少線圈磁場之間的相互影響。

首先，使用電感器時要注意通過的工作電流應(yīng)小于它的允許電流。否則，電感器將發(fā)熱，使其性能變壞甚至燒壞。5.電感器的型號及命名方法1.2.2

電感元件L線性電感元件的韋安特性0Ψi電感元件是電感器產(chǎn)品的理想電路模型。電感元件的圖符號和韋安特性如下圖示：

電感產(chǎn)品實(shí)物圖

電感元件圖符號同一實(shí)體電路元器件，其電磁特性多元且復(fù)雜，用它們直接進(jìn)行分析和計算顯然難度很大；經(jīng)過模型化處理的理想電路元件，電特性單一、確切，用它們及它們的組合表示真實(shí)電路的電特性，必定給實(shí)際電路的分析和計算帶來極大的方便。1.電感元件的串聯(lián)和并聯(lián)

電感元件和電阻元件一樣，是構(gòu)成電路的基本理想電路元件。電感元件通電后可在其周圍建立磁場，并將從電路中接收到的電能轉(zhuǎn)換為磁場能儲存起來，即建立磁場、儲存磁能是電感元件的工作方式。電感元件和電感器的不同點(diǎn)就是它是理想電路元件，只建立磁場而不耗能

衡量電感元件儲存磁場能量本領(lǐng)大小的物理量稱為電感量，用“L”表示，其國際單位制是H【亨利】，還有mH【毫亨】和μH【微亨】。這些單位之間的換算關(guān)系為：1H=103mH=106μH

將兩個不具有耦合關(guān)系的電感元件L1和L2相串聯(lián)時，其等效電感量為：L=L1+L2

當(dāng)L1和L2相并聯(lián)時，它們的等效電感量減小，為：

上述計算公式只針對兩只線圈的磁場互不影響，即它們的磁場各自隔離而不相接觸的情況，即不具有耦合關(guān)系的電感元件。

當(dāng)兩個線圈的磁場互相影響時，稱它們具有磁耦合現(xiàn)象，耦合的松緊程度取決于兩個線圈的幾何尺寸、線圈的匝數(shù)、相互位置及線圈所處位置媒質(zhì)的磁導(dǎo)率。i1ψ1L1L2uL1uM2ψ122.

耦合線圈的串聯(lián)與并聯(lián)在本線圈中相應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓稱為自感電壓，用uL表示；在相鄰線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓稱為互感電壓，用uM表示。注腳中的12是說明線圈1的磁場在線圈2中產(chǎn)生的影響。（1）磁導(dǎo)率

磁導(dǎo)率是反映自然界物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量，用希臘字母“μ”表示。物質(zhì)的種類很多，且導(dǎo)磁能力也各不相同，為了有效地區(qū)別它們各自的導(dǎo)磁能力，我們引入一個參照標(biāo)準(zhǔn)—真空的磁導(dǎo)率μ0:

自然界中各種物質(zhì)的磁導(dǎo)率均與真空的磁導(dǎo)率相比，可得到不同的比值，我們把這個比值稱為相對磁導(dǎo)率，用“μr”表示，即：

顯然，相對磁導(dǎo)率無量綱，其值越大，表明該類物質(zhì)的導(dǎo)磁性能越好；反之，導(dǎo)磁性能越差。（2）耦合系數(shù)

兩個具有磁耦合關(guān)系的互感線圈之間，電磁感應(yīng)現(xiàn)象的強(qiáng)弱程度不僅與它們之間的自感系數(shù)有關(guān)，還取決于兩線圈之間磁鏈耦合的松緊程度。

表征兩線圈之間磁鏈耦合的松緊程度用耦合系數(shù)“k”

表示：

互感電壓中的“M”稱為互感系數(shù)，單位和自感系數(shù)L相同，都是亨利[H]。由于兩個線圈的互感屬于相互作用。因此，對任意兩個相鄰的線圈總有：

互感系數(shù)“M”簡稱互感，大小只與相鄰兩線圈的幾何尺寸、線圈匝數(shù)、相互位置及線圈所處位置媒質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)?；ジ械拇笮》从沉藘上噜従€圈之間磁場相互影響的強(qiáng)弱程度。（3）同名端為什么要引入同名端的概念？··**

某一瞬間，具有磁耦合關(guān)系的兩線圈各有一電流流入線圈，當(dāng)兩電流產(chǎn)生的磁通方向一致時，則流入電流的這兩個線圈端子就是“同名端”，用小圓點(diǎn)“·”或“*”標(biāo)記。即：

實(shí)際工程應(yīng)用中，線圈通常是密封的，無法看到其繞向，在電路圖中通常也不采用將線圈繞向繪出的方法，為了解決正確連接線圈的問題，電路中通常采用“同名端”標(biāo)記來表示繞向一致的線圈端子。

例判斷下列線圈的同名端。

1i111'22'·*分析···i2

2假設(shè)電流同時由1和2流入，兩電流的磁場方向一致相互增強(qiáng)，因此可以判斷：1和2是一對同名端；同理，2'和1'也是一對同名端。例判斷下列線圈的同名端。分析線圈的同名端必須兩兩確定。2'3'1'1231和2’同時流入電流產(chǎn)生的磁場方向一致是一對同名端；2和3’同時流入電流產(chǎn)生的磁場方向一致也是一對同名端；*Δ3和1’同時流入電流其磁場方向一致，同樣也是一對同名端。Δ**（4）兩個耦合線圈的串聯(lián)

耦合線圈在串聯(lián)連接時有兩種情況，一種是連接的兩個端子為異名端，這種連接方法稱為順接串聯(lián)；另一種是連接的兩個端子為同名端，這種接法為反接串聯(lián)，順接串聯(lián)反接串聯(lián)

顯然，具有互感的兩個線圈在順接串聯(lián)時的等效電感L順大于無互感情況下兩線圈的等效電感L=L1＋L1；反接串聯(lián)時的等效電感L反小于無互感情況下兩線圈的等效電感L=L1＋L1。利用此結(jié)論可以在實(shí)際工作中判斷兩個線圈的同名端。

L順=L1＋L2＋2M

L反=L1＋L2－2M

（5）兩個耦合線圈的并聯(lián)

耦合線圈在并聯(lián)連接時也有兩種情況，一種是同名端連接在一側(cè)，這種連接方法稱為同側(cè)相并；另一種是異名端連接在一側(cè)，這種接法為異側(cè)相并。同側(cè)相并異側(cè)相并

工程應(yīng)用中，通常將兩個耦合線圈采取順串和同側(cè)相并的方法來獲得小電流的強(qiáng)磁場，如果連接時誤將端子接反，顯然會出現(xiàn)過電流而引起線圈的燒毀。

等效電感量大！等效電感量??！1.2.3

電感標(biāo)稱值的標(biāo)示方法1.標(biāo)稱值和誤差：電感器上標(biāo)注的電感大小是它的標(biāo)稱值，表示了線圈本身的固有特性即儲存磁能的本領(lǐng)，同時也反映了電感器通過變化電流時產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的能力。線圈的電感主要取決于線圈的匝數(shù)、結(jié)構(gòu)及繞制方法等。

電感的誤差是指線圈的實(shí)際電感與標(biāo)稱值的差異，對振蕩線圈的要求較高，允許誤差為0.2%～0.5%；對耦合扼流線圈要求則較低，一般為10%～15%。2.標(biāo)示方法：電感器的標(biāo)稱電感和誤差的常見標(biāo)示方法有直接標(biāo)示法和色環(huán)標(biāo)示法。

直接標(biāo)示法類似于電阻器的直接標(biāo)示法，目前大部分國產(chǎn)固定電感器將電感、誤差采用直接標(biāo)示法直接標(biāo)示在電感器上。色環(huán)標(biāo)示法與電阻器的色環(huán)標(biāo)示法類似，只是單位用μH（微亨）。1.2.4電感器的技術(shù)參數(shù)2.品質(zhì)因數(shù)

品質(zhì)因數(shù)“Q”是衡量電感線圈質(zhì)量的一個重要參數(shù)。Q的大小表示在某一工作頻率下，線圈對交流電流呈現(xiàn)的阻礙作用—感抗與其等效直流電阻的比值，即Q=ωL/R。品質(zhì)因數(shù)越高，線圈的銅損耗愈小。在選頻電路中，Q值越高，電路的選頻性能就越好。1.電感L

衡量一個電感器儲存磁場能量本領(lǐng)大小的參數(shù)是電感，用“L”表示，國際單位制中用H（亨）、mH（毫亨）和μH（微亨）作單位。這些單位之間的換算關(guān)系為1H=103mH=106μH。3.

分布電容

分布電容是指電感線圈匝與匝之間、線圈與地之間以及屏蔽盒之間存在的寄生電容。分布電容可使品質(zhì)因數(shù)減小、穩(wěn)定性變差。為此，工程實(shí)際中常將線圈繞成蜂房式，或是采用多股漆包線作為導(dǎo)線，對天線線圈則采用間繞法，以減少分布電容的數(shù)值。任務(wù)實(shí)施：電感器的檢測

電感器在檢測時，首先要進(jìn)行外觀的檢查，看線圈有無松散，引腳有無折斷、生銹現(xiàn)象。在實(shí)驗(yàn)室檢測時，可用萬用表的歐姆檔測線圈的直流電阻值，若為無窮大，說明線圈（或與引出線間）有斷路；若比正常值小很多，說明出現(xiàn)局部短路；如果線圈電阻為零，則線圈被完全短路。

對于有金屬屏蔽罩的電感器線圈，比如收音機(jī)電路中的中周，還需檢查它的線圈與屏蔽罩間是否短路；對于有磁芯的可調(diào)電感器，螺紋配合要好。任務(wù)1.3

電容的識別、應(yīng)用和測量提出問題你了解什么是電容器嗎？電容器和電容元件有什么區(qū)別？你掌握了電容標(biāo)稱值的識別方法嗎？你對電容器的技術(shù)參數(shù)了解嗎？你會正確選用和檢測電容器的性能及好壞嗎？1.3.1電容器

電容器是在電路中用來儲存和容納電荷的器件。和電阻、電感一樣，也是電路中的基本元器件。

電容器簡稱電容，電容器的正常工作方式是充、放電。電容器在電路中的主要性能是建立電場、儲存電能，在電路中的特點(diǎn)是通交流、隔直流、阻低頻、通高頻，常用于耦合、旁路、濾波、諧振等場合。衡量電容器儲存電場能量本領(lǐng)大小的參量稱為電容量，用“C”表示，國際單位制中用F【法拉】、μF【微法】和PF【皮法】。這些單位之間的換算關(guān)系為：1F=106μF=1012PF常用

電容器的圖形符號1.固定電容器

紙介電容器的電極是用鋁箔或錫箔做成，絕緣介質(zhì)用浸過蠟的紙相迭后卷成圓柱體密封而成。其特點(diǎn)是容量大、構(gòu)造簡單、成本低，但熱穩(wěn)定性差、損耗大、易吸濕，適用于在低頻電路中用做旁路電容和隔直電容。金屬紙介電容器（CJ型）的兩層電極是將金屬蒸發(fā)后沾積在紙上形成的金屬薄膜，其體積小，特點(diǎn)是被高壓擊穿后有自愈作用。

有機(jī)薄膜電容器（CB或CL型）是用聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸脂或滌綸等有機(jī)薄膜代替紙介，以鋁箔或在薄膜上蒸發(fā)金屬薄膜作電極卷繞封裝而成。其特點(diǎn)是體積小、耐壓高、損耗小、絕緣電阻大、穩(wěn)定性好，但是溫度系數(shù)較大。適于用在高壓電路、諧振回路、濾波電路中。

瓷介電容器（CC型)是以陶瓷材料作介質(zhì)，在介質(zhì)表面上燒滲銀層作電極，有管狀和圓片狀。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、絕緣性能好、穩(wěn)定性較高、介質(zhì)損耗小、固有電感小、耐熱性好。但其機(jī)械強(qiáng)度低、容量不大。適用于在高頻高壓電路中和溫度補(bǔ)償電路中。

云母電容器(CY型)是以云母為介質(zhì)，上面噴覆銀層或用金屬箔作電極后封裝而成。其特點(diǎn)是絕緣性好、耐高溫、介質(zhì)損耗極小、固有電感小，因此其工作頻率高、穩(wěn)定性好、工作耐壓高，應(yīng)用廣泛。適于用在高頻電路中和高壓設(shè)備中。

玻璃釉電容器(CI型)是用玻璃釉粉加工成的薄片作為介質(zhì)，其特點(diǎn)是介電常數(shù)大，體積也比同容量的瓷片電容器小，損耗更小。與云母和瓷介電容器相比，它更適用于在高溫下工作，廣泛用于小型電子儀器中的交直流電路、高頻電路和脈沖電路中。

電解電容器以附著在金屬極板上的氧化膜層作介質(zhì)，陽極金屬極片一般為鋁、鉭、鈮、鈦等，陰極是填充的電解液（液體、半液體、膠狀），且有修補(bǔ)氧化膜的作用。氧化膜具有單向?qū)щ娦院洼^高的介質(zhì)強(qiáng)度，所以電解電容為有極性電容。新出廠的電解電容其長腳為正極，短腳為負(fù)極，在電容器的表面上還印有負(fù)極標(biāo)志。電解電容在使用中一旦極性接反，則通過其內(nèi)部的電流過大，導(dǎo)致其過熱擊穿，溫度升高產(chǎn)生的氣體會引起電容器外殼爆裂。紙介電容器

有機(jī)薄膜電容器

瓷介電容器

云母電容

玻璃釉電容

電解電容2.

可變電容器空氣可變電容器

薄膜介質(zhì)可變電容器

微調(diào)電容器

空氣可變電容器是以空氣為介質(zhì)，用一組固定的定片和一組可旋轉(zhuǎn)的動片（兩組金屬片）為電極，兩組金屬片互相絕緣。動片和定片的組數(shù)分為單連、雙連、多連等。其特點(diǎn)是穩(wěn)定性高、損耗小、精確度高，但體積大。常用于收音機(jī)的調(diào)諧電路中。

薄膜介質(zhì)可變電容器的動片和定片之間用云母或塑料薄膜作為介質(zhì)，外面加以封裝。由于動片和定片之間距離極近，因此在相同的容量下，薄膜介質(zhì)可變電容器比空氣電容器的體積小，重量也輕。常用的薄膜介質(zhì)密封單聯(lián)和雙聯(lián)電容器在便攜式收音機(jī)廣泛使用。

微調(diào)電容器有云母、瓷介和瓷介拉線等幾種類型，其容量的調(diào)節(jié)范圍極小，一般僅為幾pF～幾十pF，常用于在電路中作補(bǔ)償和校正等。

3.

新型電容器片狀電容器

獨(dú)石電容器

①片狀陶瓷電容：是片狀電容器中產(chǎn)量最大的一種，有3216型和3215型兩種。片狀陶瓷電容的容量范圍寬（1～47800pF），耐壓為25V、50V，常用于混合集成電路和電子手表電路中。②片狀鉭電容：是新型電容器，其體積小、容量大。正極使用鉭棒并露出一部分，另一端是負(fù)極。片狀鉭電容容量范圍為0.1～100μF，其耐壓值常用的是16V和35V。它廣泛應(yīng)用在臺式計算機(jī)、手機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)和精密電子儀器等電路中。

獨(dú)石電容器以碳酸鋇為主材料燒結(jié)而成的一種瓷介電容器，其容量比一般瓷介電容大（10pF～10μF），具有體積小、耐高溫、絕緣性好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。獨(dú)石電容不僅可替代云母電容和紙介電容器，還取代了某些鉭電容器，廣泛應(yīng)用于小型和超小型電子設(shè)備，例如用在液晶手表和微型儀器中。

4.電容器的型號命名法1.3.2

電容元件

電容元件是電容器的理想化和近似，也是基本的理想電路元件之一。線性電容元件的庫伏特性0qu

電容量是衡量電容器儲能本領(lǐng)的參數(shù)，用C表示。電容量的國際單位制單位是F（法拉，簡稱法），較小的單位還有

F（微法）、nF（納法）和pF（皮法）。這些單位之間的換算關(guān)系為：C

電容產(chǎn)品實(shí)物圖

電容元件圖符號1.

電容量1F=106

F=109nF=1012pF2.電容元件的串聯(lián)和并聯(lián)

實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)需要常常要對電容進(jìn)行串聯(lián)和并聯(lián)。當(dāng)幾個電容器相串聯(lián)時，它們的等效電容量是減小的，其計算方法類似于電阻的并聯(lián)公式，即

當(dāng)幾個電容器相并聯(lián)時，它們的等效電容量是增大的，其計算公式類似于電阻的串聯(lián)公式，

即1.3.3電容標(biāo)稱值的識別1.

電容器的標(biāo)稱容量與允許誤差

電容器上標(biāo)注的電容量值，稱為標(biāo)稱容量。

常用電容器的允許誤差等級

級別0102ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ允許誤差1%±2%±5%±10%±20%+20%～-30%+50%～-20%+100%～-10%（1）直接標(biāo)示法

誤差的標(biāo)示方法2：用羅馬數(shù)字Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示

（2）文字符號法

將需要標(biāo)志的主要參數(shù)與技術(shù)性能用文字、數(shù)字符號有規(guī)律的組合標(biāo)志在產(chǎn)品的表面上。采用文字符號法時，將容量的整數(shù)部分寫在容量單位標(biāo)志符號前面，小數(shù)部分放在單位符號后面。如：3.3pF標(biāo)志為3p3，1000pF標(biāo)志為1n，6800標(biāo)志為6n8，2.2μF標(biāo)志為2μ。

（3）數(shù)字標(biāo)示法

體積較小的電容器常用數(shù)字標(biāo)志法。一般用三位整數(shù)表示。第一位、第二位為有效數(shù)字，第三位表示有效數(shù)字后面零的個數(shù)，單位為皮法（pF），但是當(dāng)?shù)谌粩?shù)是9時表示10-1。如：“224”表示容量為220000pF，“473”表示容量為47000pF，而“339”表示容量為33×10-1pF（3.3pF）。1000pF標(biāo)志為1n，6800標(biāo)志為6n8，2.2μF標(biāo)志為2μ。

（4）色環(huán)標(biāo)示法

電容器的色標(biāo)法原則上與電阻器類似，其單位為皮法【pF】1.

額定耐壓

1.3.4電容器的技術(shù)參數(shù)2.絕緣電阻

指在規(guī)定溫度范圍下，電容器正常工作時能承受的最大直流電壓。固定式電容器的耐壓系列值有：1.6、4、6.3、10、16、25、32*、40、50、63、100、125*、160、250、300*、400、450*、500、1000V等（帶*號者只限于電解電容使用）。耐壓值一般直接標(biāo)在電容器上，但有些電解電容器在正極根部用色點(diǎn)來表示耐壓等級，例如6.3V用棕色，10V用紅色，16V用灰色。電容器在使用時不允許超過這個耐壓值，若超過此值，電容器就可能損壞或被擊穿，甚至爆裂。

指加到電容器上的直流電壓和漏電流的比值。漏阻越低，漏電流越大，介質(zhì)耗能越大，電容器的性能就差，壽命也越短。

1.3.5電容器的選用

在電源濾波和退耦電路中應(yīng)選用電解電容；在高頻電路和高壓電路中應(yīng)選用瓷介和云母電容；在諧振電路中可選用云母、陶瓷和有機(jī)薄膜等電容器；用作隔直時可選用紙介、滌綸、云母、電解等電容器；用在諧振回路時可選用空氣或小型密封可變電容器。電容器的額定電壓應(yīng)高于其實(shí)際工作電壓的10%～20%，以確保電容器不被擊穿損壞。

業(yè)余制作電路時一般不考慮電容的允許誤差；對于用在振蕩和延時電路中的電容器，其允許誤差應(yīng)盡可能小（一般小于5%）；在低頻耦合電路中的電容誤差可以稍大一些（一般為10%～20%）。

電容器在代用時要與原電容器的容量基本相同（對于旁路和耦合電容，容量可比原電容大一些）；耐壓值要不低于原電容器的額定電壓。在高頻電路中，電容器的代換一定要考慮其頻率特性應(yīng)滿足電路的頻率要求。任務(wù)實(shí)施：檢測電容器1.電解電容器的檢測

對電解電容器的性能測量，最主要的是容量和漏電流的測量。對正、負(fù)極標(biāo)志脫落的電容器，還應(yīng)進(jìn)行極性判別。用萬用表測量電解電容的漏電流時，可用萬用表電阻檔測電阻的方法，量程可以用估測的方法選擇。例如估測一個100μF/250V的電容可用一個100μF/25V的電容來參照，只要它們指針擺動最大幅度一樣，即可斷定容量一樣；估測皮法級電容容量大小要用R×10kΩ檔，但只能測到1000pF以上的電容。對1000pF或稍大一點(diǎn)的電容，只要表針稍有擺動，即可認(rèn)為容量夠了。萬用表的黑表筆應(yīng)接電容器的“＋”極，紅表筆接電容器的“－”極，此時表針迅速向右擺動，然后慢慢退回，待指針不動時其指示的電阻值越大表示電容器的漏電流越??；若指針根本不向右擺，說明電容器內(nèi)部已斷路或電解質(zhì)已干涸而失去容量。

2.對中、小容量電容器的測試

中、小型電容器的特點(diǎn)是無正、負(fù)極之分，絕緣電阻很大，因而其漏電流很小。若用萬用表的電阻檔直接測量其絕緣電阻，則表針擺動范圍極小不易觀察，用此法主要是檢查電容器的斷路情況。對于0.01μF以上的電容器，必須根據(jù)容量的大小，分別選擇萬用表的合適量程，才能正確加以判斷。如測300μF以上的電容器可選擇“R×10k”或“R×1k”檔；測0.47～10μF的電容器可用“R×1k”檔；測0.01～0.47μF的電容器可