(1)掌握电子元器件的识别方法,能使用万用表测量其性能参数;
(2)通过对常用元件的识别与测量,掌握各元件标号的含义;
(3)培养学生查询资料、自主学习的能力。
电子元器件是构成电路的基础,而熟悉各类电子元器件的性能、特点和用途对设计、安装、调试电气线路十分重要。
电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波(与电容器组合使用)和阻抗匹配等。根据电阻的结构不同,主要可以分为电阻器和电位器。
1.电阻器
电阻器在电路中用“R”加数字表示,如:R15表示编号为15的电阻器。电阻值常用字母R表示,电阻值的单位是欧[姆],简称欧,符号是Ω,1 Ω=1 V/A。比较大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。小功率电阻器多使用色环标注法:普通电阻器用四色环标注法,精密电阻器采用五色环标注法。电阻器的色标位置和倍率关系见表7-1-1。
表7-1-1 电阻器的色标位置和倍率关系
续表
电阻值的测量比较简单,将红表笔插入“V/Ω”插孔、黑表笔插入“COM”插孔,根据电阻值的大小选择适当的电阻挡,红、黑两表笔分别接触电阻两端,观察读数。
特别是,测量在路电阻值时(在电路板上的电阻值),应先把电路的电源关断,以免引起读数抖动。禁止用电阻挡测量电流或电压(特别是交流220 V电压),否则容易损坏万用表。在路检测时注意电阻器不能有并联支路。
2.电位器
电位器实际上是一种可变电阻器,它是一种电阻值连续可调的电子元件。电位器通常由两个固定输出端和一个滑动抽头组成。
1)电位器的分类
电位器的种类很多,常见的有旋转式、推拉式、直滑式、带开关式和多圈式。按结构不同,电位器可分为单圈、多圈,单联、双联,带开关,锁紧和非锁紧电位器。图7-1-1所示为几种常见的电位器。
图7-1-1 几种常见的电位器
2)电位器的参数
由于制作电位器所用的电阻材料与相应的固定电阻相同,所以其主要参数的定义与相应的固定电阻也基本相同。但由于电位器上存在活动触点,因此电位器的阻值是可调的,和固定电阻相比,它还具有以下两项参数。
(1)最大电阻值和最小电阻值。每个电位器的外壳上标注的标称阻值指的是电位器的最大电阻值,即两定片之间的电阻值。最小电阻值又称为零位电阻,由于活动触点间存在接触电阻值,因此最小电阻值不可能为零,在实际应用中,最小电阻值越小越好。
(2)电阻值变化特性。为了满足不同的用途,电位器电阻值的变化规律也不尽相同,常见的电位器电阻值变化规律有3种类型,即直线式(X型)、指数式(Z型)和对数式(D型)。
3)电位器的检测
标称阻值的检测:置万用表欧姆挡于适当量程,先测量电位器两个定片之间的阻值是否与标称值相符,再测动片与任一定片间电阻。慢慢转动转轴从一个极向另一个极,若万用表的指示从0 Ω(或标称值)至标称值(或0 Ω)连续变化,且电位器内部无“沙沙”声,则质量完好;若转动中表针有跳动,则说明该电位器存在接触不良故障。
带开关电位器的检测:除进行标称值检测外还应检测开关。旋转电位器轴柄,接通或断开开关时应能听到清脆的“喀哒”声。置万用表于R×1 Ω挡,两表笔分别接触开关的外接焊片,接通时电阻值应为0 Ω,断开时应为无穷大,否则认为开关损坏。
检测外壳与引脚间的绝缘性能:置万用表于R×10 kΩ挡,一支表笔接触电位器外壳,另一支表笔分别接触电位器的各引脚,测得阻值都应为无穷大,否则存在短路或绝缘不好故障。
二、电容器
电容器是由两个彼此绝缘、相互靠近的导体与中间一层不导电的绝缘介质构成的,两个导体为电容器的两极,分别用导线引出。电容器是一种储能元件,也是最常用、最基本的电子元件之一,在电路中用于调谐、振荡、隔直、滤波、耦合、旁路等。
1.电容的分类
电容器按结构分,可分为固定电容器、可变电容器和微调电容器。按绝缘介质分,可分为空气介质电容器、云母电容器、瓷介电容器、涤纶电容器、聚苯乙烯电容器、金属化纸介电容器、电解电容器、玻璃釉电容器、独石电容器等。
2.电容器的参数识别和选用
电容器的主要参数是容量和耐压值,常用的容量单位有μF(10-6 F)、nF(10-9 F)、pF(10-12 F),其标注方法与电阻相同。当标注中省略单位时,默认单位应为pF。
电容器的选用应考虑使用频率、耐压。电解电容器还应注意极性,若“+”极接到直流高电位,则还应考虑其使用温度。贴片电容器有标识的一侧为正极,插件电容器引脚长的一侧为正极,距灰色部分近的一侧为负极。
用MF-47指针万用表识别电容时,要注意以下几点。
(1)因为电解电容器的容量较一般固定电容器大得多,所以测量时应针对不同容量选用合适的量程。根据经验,一般情况下,容量在1~47 μF间的电容器,可用R×1 kΩ挡测量,容量大于47 μF的电容器可用R×100Ω挡测量。
(2)将万用表红表笔接负极、黑表笔接正极,在刚接触的瞬间,万用表指针即向右偏转较大角度(对于同一电阻挡,容量越大,摆幅越大),接着逐渐向左回转,直到停在某一位置。此时的电阻值便是电解电容器的正向漏电阻值,此值略大于反向漏电阻值。实际使用经验表明,电解电容器的漏电阻值一般应在几百kΩ以上,否则将不能正常工作。在测试中,若正向、反向均无充电的现象,即指针不动,则说明容量消失或内部断路;如果所测电阻值很小或为零,则说明电容器漏电大或已击穿损坏,不能再使用。
(3)对于正、负极标志不明的电解电容器,可利用上述测量漏电阻值的方法加以判别,即先任意测一下漏电阻值,记住其大小,然后交换表笔再测出一个电阻值。两次测量中电阻值大的那一次便是正向接法,即黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。
(4)使用万用表电阻挡,采用给电解电容器进行正、反向充电的方法,根据指针向右摆动幅度的大小,可估测出电解电容器的容量。
三、电感
当线圈通过电流后,在线圈中形成感应磁场,感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。我们把这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗,也就是电感,电感的单位是亨[利](H)。也可利用此性质制成电感器,电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料(封装材料采用塑料或环氧树脂等)、磁芯或铁芯等组成。
1.电感器的分类
电感器按结构分类,可分为线绕式电感器和非线绕式电感器(多层片状、印刷电感等),还可分为固定式电感器(空心电子表感器、磁芯电感器、铁芯电感器)和可调式电感器。按贴装方式分,可分为有贴片式电感器和插件式电感器。按用途分类,可分为振荡电感器、校正电感器、显像管偏转电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器和补偿电感器。
2.电感器的检测
将万用表置于电阻挡,红、黑表笔各接色码电感器的任一引出端,此时指针应向右摆动。根据测出的电阻值大小,可具体分下述两种情况进行鉴别:
(1)被测色码电感器的电阻值为零,其内部有短路性故障;
(2)被测色码电感器的直流电阻值的大小与绕制电感器线圈所用的漆包线径、绕制圈数有直接关系,只要能测出电阻值,即可认为被测色码电感器是正常的。
四、二极管
二极管又称为晶体二极管,简称二极管,具有单向导电性,即电流只能从正极流向负极,在电路中通常用来整流。
1.二极管的分类
二极管按材料分,可分为硅二极管和锗二极管。按用途分,可分为普通二极管、整流二极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管、稳压二极管和光电二极管等。
2.二极管的识别(www.xing528.com)
1)MF型指针万用表测二极管
用指针万用表欧姆挡识别二极管的正、反向电阻时,一般情况下正向电阻低的二极管为高频管,正向电阻高的为低频管。红、黑表笔与二极管的连接图如图7-1-2所示。
图7-1-2 MF型指针万用表测二极管
若用指针万用表测得稳压二极管的正、反向电阻或者用数字万用表测电压降,若两次的数值均很小,则二极管内部短路;若两次测得的数值均很大或高位为“1”,则二极管内部开路。
2)数字万用表测量二极管
用数字万用表测量二极管的步骤如下:
(1)将红表笔插入“V/Ω”孔、黑表笔插入“COM”孔;
(2)将转换开关打在()挡;
(3)判断正负;
(4)将红表笔接二极管正极、黑表笔接二极管负极;
(5)读出液晶显示屏上的数据;
(6)将两表笔换位,若显示屏上为“1”,则正常,否则此二极管被击穿。
3)注意事项
二极管正负好坏判断。将红表笔插入“V/Ω”孔、黑表笔插入“COM”孔,转换开关打在()挡,然后颠倒表笔再测一次。测量结果如下:如果两次测量的结果是一次显示“1”字样,另一次显示零点几的数字,那么此二极管就是一个正常的二极管;假如两次显示都相同的话,那么此二极管已经损坏,液晶屏上显示的一个数字即是二极管的正向压降,硅材料为0.6 V左右,锗材料为0.2 V左右。根据二极管的特性,可以判断此时红表笔接的是二极管的正极,而黑表笔接的是二极管的负极,用数字万用表测二极管的连接如图7-1-3所示。
图7-1-3 数字万用表测二极管
五、三极管
半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”,在电路中用字母“VT”表示,由两个背靠背的PN结组成并引出3个电极,分别叫基极b、发射极e和集电极c,三极管能起放大、振荡或开关的作用。
1.三极管的种类
三极管按材料分,可分为锗管和硅管。按结构分,可分为点接触型和面接触型。按工作频率分,可分为有高频三极管、低频三极管、开关管等。按功率大小分,可分为大功率、中功率、小功率三极管等。按封装形式分,可分为金属封装和塑料封装等形式。
2.三极管的识别
首先将万用表打到测试二极管挡,用万用表的一个表笔接触三极管的其中一个管脚,而用万用表另外的那支表笔去测试其余的管脚,直到测试出如下结果。
(1)如果三极管的黑表笔接其中一个管脚,而用红表笔测其他两个管脚都导通有电压显示,那么此三极管为PNP三极管,且黑表笔所接的脚为三极管的基极b,其中万用表的红表笔接其中一个脚的电压稍高,那么此脚为三极管的发射极e,剩下的电压偏低的那个管脚为集电极c。
(2)如果三极管的红表笔接其中一个管脚,而用黑表笔测其他两个管脚都导通有电压显示,那么此三极管为NPN三极管,且红表笔所接的脚为三极管的基极b,其中万用表的黑表笔接其中一个脚的电压稍高,那么此脚为三极管的发射极e,剩下的电压偏低的那个管脚为集电极c。
利用数字万用表hFE挡也可测出三极管的集电极c和发射极e。根据三极管的类型将三极管的3个管脚插入e、b、c三个孔中,若屏幕显示大于100,则说明管脚插入正确;若显示只有几十,则说明管脚插错了孔。
然后,利用数字万用表的hFE挡检测放大倍数β,将转换开关拨至“hFE”挡,此时红、黑两表笔不起作用,根据三极管的类型将三极管e、b、c的3个脚插入e、b、c 3个孔中,若屏幕显示大于100,则该值为放大倍数β;若显示“000”,则说明三极管已损坏。
最后,判别三极管的好坏,检查三极管的两个PN结。测试时用万用表测二极管的挡位分别测试三极管发射极、集电极的正、反偏是否正常,若正常,则三极管是好的,否则三极管已损坏。如果在测量中找不到b极,则该三极管也已损坏。以PNP管为例来说明,一只PNP型三极管的结构相当于两只二极管,负极靠负极接在一起。
根据给出的材料清单,识别检验电路中的电气元件。
一、测电阻值
根据提供的电阻器和电位器进行型号的识别,并将结果分别填入表7-1-2和表7-1-3中。
表7-1-2 电阻器型号识别及相关数据
表7-1-3 电位器型号识别及相关数据
二、测电容
根据提供的电容器进行型号的识别,并将结果填入表7-1-4。
表7-1-4 电容器型号识别及相关数据
三、测电感
根据提供的电感器进行型号的识别,并将结果填入表7-1-5。
表7-1-5 电感器型号识别及相关数据
四、测二极管
根据提供的二极管进行型号的识别,然后查找该二极管的参数,并将结果填入表7-1-6。
表7-1-6 三极管型号识别及相关数据
5.测三极管
根据提供的三极管进行型号的识别,然后查找该三极管的参数,并将结果填入表7-1-7。
表7-1-7 三极管型号识别及相关数据
在测试电气元件前,应先充分了解万用表的使用方法。在测试元件时,应根据需要注意万用表的挡位变换。
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