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第2章 通用器件的檢測(cè)與應(yīng)用電路

2.1 電阻器的檢測(cè)與應(yīng)用電路

2.1.1 電阻器的分類

(1)電阻器的分類 電阻器的分類如圖2-1所示。

圖2-1 電阻器的分類

(2)電阻器的型號(hào)命名 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2470—1981《電子設(shè)備用電阻器、電容器型號(hào)命名方法》規(guī)定,電阻器產(chǎn)品型號(hào)命名由四部分組成,如圖2-2所示,各部分符號(hào)含義對(duì)照表見(jiàn)表2-1。

表2-1 電阻器命名符號(hào)含義對(duì)照表  

圖2-2 電阻器的型號(hào)命名

例如RX22表示普通線繞電阻器,RJ756表示精密金屬膜電阻器。常用的RJ為金屬膜電阻器,RX為線繞電阻器,RT為炭膜電阻器。

2.1.2 電阻器的特點(diǎn)及用途

各類電阻器的特點(diǎn)及用途見(jiàn)表2-2。

表2-2 常用電阻器的特點(diǎn)及用途  

2.1.3 固定電阻器

(1)固定電阻器的結(jié)構(gòu) 固定電阻器是一種最基本的電子元件。普通電阻器的文字符號(hào)為“R”,其外形及圖形符號(hào)如圖2-3所示。大功率線繞電阻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)外形如圖2-4所示。

圖2-3 電阻器的外形及圖形符號(hào)

圖2-4 線繞電阻的外形及結(jié)構(gòu)

線繞電阻器也是固定電阻的一種,它的電路符號(hào)與普通電阻相同。它的最里層是一玻璃纖維芯柱,在芯柱上繞有電阻絲。電阻器的兩根端線與焊腳引線在內(nèi)部壓接在一起,外層用絕緣封裝填料將其密封。

線繞電阻器的特點(diǎn)有:電阻絲選用康銅、錳銅、鎳鉻等合金材料制成,具有很好的穩(wěn)定性和過(guò)負(fù)載能力;電阻絲同焊腳引線之間采用壓接方式,應(yīng)用中如負(fù)載出現(xiàn)短路現(xiàn)象,可迅速在壓接處熔斷,保護(hù)電路;由于采用工業(yè)高頻電子陶瓷外殼和礦質(zhì)材料包封,具有優(yōu)良的絕緣性能,電阻可達(dá)100MΩ以上,且散熱好,功率大;電阻絲被嚴(yán)密包封于陶瓷電阻體內(nèi)部,具有優(yōu)良的阻燃、防爆特性。

通常電阻器上都標(biāo)有阻值、誤差等參數(shù)。

(2)固定電阻器的參數(shù)

①標(biāo)稱阻值及誤差。電阻基本單位是歐[姆](Ω)。常用的單位還有千歐(kΩ)和兆歐(MΩ),為千進(jìn)制。標(biāo)稱值的表示方法主要有直標(biāo)法、色標(biāo)法、文字符號(hào)法、數(shù)碼表示法。

a.直標(biāo)法。即在電阻體上直接用數(shù)字標(biāo)注出標(biāo)稱阻值和允許偏差。由于電阻器體積大,標(biāo)注方便,對(duì)使用來(lái)講也方便,一看便能知道阻值大小;小體積電阻不采用此方法。

b.色標(biāo)法。色標(biāo)法是用色環(huán)或色點(diǎn)(多用色環(huán))表示電阻器的標(biāo)稱阻值、誤差。色環(huán)有四道環(huán)和五道環(huán)兩種。五環(huán)電阻器為精密電阻器,如圖2-5所示。

圖2-5 電阻器色標(biāo)示意圖

圖2-5(c)所示為四道色環(huán)表示方法。在讀色環(huán)時(shí)從電阻器引腳離色環(huán)最近的一端讀起,依次為第一道、第二道等。圖2-5(d)所示為五道色環(huán)表示方法,圖2-5(e)所示為色環(huán)讀取示意圖。讀法同四道色環(huán)電阻器。目前,常見(jiàn)的是四道色環(huán)電阻器。在四道色環(huán)電阻器中,第一、二道色環(huán)表示標(biāo)稱阻值的有效值,第三道色環(huán)表示倍乘,第四道色環(huán)表示允許偏差。五道色環(huán)表示方法中,第一、二、三道色環(huán)表示標(biāo)稱阻值的有效值,第四道色環(huán)表示倍乘,第五道色環(huán)表示允許偏差。

四色環(huán)和五色環(huán)各色環(huán)的含義見(jiàn)表2-3。

表2-3 電阻器色環(huán)的含義  

快速記憶竅門:對(duì)于四道色環(huán)電阻器,以第三道色環(huán)為主。如第三環(huán)為銀色,則為0.1~0.99Ω,金色為1~9.9Ω,黑色為10~99Ω,棕色為100~990Ω,紅色為1~99kΩ,橙色為10~99kΩ,黃色為100~990kΩ,綠色為1~9.9MΩ。對(duì)于五道色環(huán)電阻,則以第四道色環(huán)為主,規(guī)律與四道色環(huán)電阻器相同。但應(yīng)注意的是,由于五道色環(huán)電阻為精密電阻器,體積太小時(shí)無(wú)法識(shí)別哪端是第一環(huán),所以對(duì)色環(huán)電阻器阻值的識(shí)別必須用萬(wàn)用表測(cè)出。

c.文字符號(hào)法。文字符號(hào)法是將元件的標(biāo)稱值和允許偏差用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號(hào)組合起來(lái)標(biāo)志在元件上。注意常用電阻器的單位符號(hào)R作為小數(shù)點(diǎn)的位置標(biāo)志。例如,R56=0.56Ω,1R5=1.5Ω,3K3=3.3kΩ。文字符號(hào)標(biāo)注法如圖2-6,符號(hào)含義見(jiàn)表2-4。

表2-4 文字符號(hào)單位及誤差  

圖2-6 文字符號(hào)標(biāo)注法

d.數(shù)碼表示法。如圖2-7所示,即用三位數(shù)字表示電阻值(常見(jiàn)于電位器、微調(diào)電位器及貼片電阻器)。識(shí)別時(shí)由左至右,第一位、第二位為有效數(shù)字,第三位是有效值的倍乘數(shù)或0的個(gè)數(shù),單位為Ω。

圖2-7 數(shù)碼表示法

快速記憶竅門:同色環(huán)電阻器,若第三位數(shù)為1則為幾百幾千歐;為2則為幾點(diǎn)幾千歐;為3則為幾十幾千歐;為4則為幾百幾十千歐;為5則為幾點(diǎn)幾兆歐……如為一位數(shù)或兩位數(shù)則為實(shí)際數(shù)值。

e.電阻標(biāo)稱系列及允許偏差。電阻標(biāo)稱系列及允許偏差見(jiàn)表2-5。

表2-5 電阻標(biāo)稱系列及允許偏差  

②電阻溫度系數(shù)。當(dāng)工作溫度發(fā)生變化時(shí),電阻器的阻值也將隨之相應(yīng)變化,這對(duì)一般電阻器來(lái)說(shuō)是不希望有的。電阻溫度系數(shù)用來(lái)表示電阻器工作溫度每變化1℃時(shí),其阻值的相對(duì)變化量。該系數(shù)越小,電阻質(zhì)量越高。電阻溫度系數(shù)根據(jù)制造電阻的材料不同,有正系數(shù)和負(fù)系數(shù)兩種。前者隨溫度升高阻值增大,后者隨溫度升高阻值下降。熱敏電阻器就是利用其阻值隨溫度變化而變化而制成的一種特殊電阻器。

③額定功率。在規(guī)定的環(huán)境溫度和濕度下,假定周圍空氣不流通,在長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)載而不損壞或基本不改變性能的情況下,電阻器上允許消耗的最大功率。為保證安全使用,一般選其額定功率比在電路中消耗的功率高1~2倍。額定功率分19個(gè)等級(jí),常用的有0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5W、7W、10W。電阻器額定功率的標(biāo)注方法如圖2-8所示。

圖2-8 電阻器額定功率的標(biāo)注方法

(3)固定電阻器的檢測(cè)

①實(shí)際電阻值的測(cè)量:

a.將萬(wàn)用表的功能選擇開關(guān)旋轉(zhuǎn)到適當(dāng)量程的電阻擋,將兩表筆短路,調(diào)節(jié)調(diào)零電位器,使表頭指針指向“0”,然后再進(jìn)行測(cè)量。注意在測(cè)量中每次變換量程,如從R×1擋換到R×10或其他擋后,都必須重新調(diào)零后再測(cè)量。

b.將兩表筆(不分正負(fù))分別與電阻器的兩端引腳相接,即可測(cè)出實(shí)際阻值。為了提高測(cè)量精度,應(yīng)根據(jù)被測(cè)電阻器標(biāo)稱值的大小來(lái)選擇量程。由于電阻擋刻度的非線性關(guān)系,它的中段較為精細(xì),因此應(yīng)使指針指示值盡可能落到刻度的中段位置,即全刻度起始的20%~80%弧度范圍內(nèi),以使測(cè)量更準(zhǔn)確。根據(jù)電阻誤差等級(jí)不同,實(shí)際讀數(shù)與標(biāo)稱阻值之間分別允許有±5%、±10%或±20%的誤差。如不相符,超出誤差范圍,則說(shuō)明該電阻變值了。如果測(cè)得的結(jié)果是0,則說(shuō)明該電阻器已經(jīng)短路。如果是無(wú)窮大,則表示該電阻器已經(jīng)斷路,不能再繼續(xù)使用。

測(cè)量時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng):測(cè)試大阻值電阻器時(shí),手不要觸及表筆和電阻器的導(dǎo)電部分,因?yàn)槿梭w具有一定電阻,會(huì)對(duì)測(cè)試產(chǎn)生一定的影響,使讀數(shù)偏小,如圖2-9所示。被檢測(cè)電阻器必須從電路中焊下來(lái),至少要焊開一個(gè)頭,以免電路中其他元件對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響,使測(cè)量誤差增大。

圖2-9 電阻器的測(cè)量

②電阻器額定功率的簡(jiǎn)易判別。小型電阻器的額定功率在電阻體上一般并不標(biāo)出。根據(jù)電阻器長(zhǎng)度和直徑大小是可以確定其額定功率值大小的。電阻體大,功率大;電阻體小,功率小。在同體積時(shí),金屬膜電阻器的功率大于炭膜電阻器的功率。

(4)固定電阻器的選用與維修

①固定電阻器選用。選用普通電阻器時(shí),應(yīng)注意以下事項(xiàng):

a.所用電阻器的額定功率應(yīng)大于實(shí)際電路功率的兩倍,可保證電阻器在正常工作時(shí)不會(huì)燒壞。

b.優(yōu)先選用通用型電阻器,如炭膜電阻器、金屬膜電阻器、實(shí)心電阻器、線繞電阻器等。這類電阻器的阻值范圍寬,電阻器規(guī)格齊全,品種多,價(jià)格便宜。

c.根據(jù)安裝位置選用電阻器。由于制作電阻器的材料和工藝不同,因此相同功率的電阻器,其體積并不相同。金屬膜電阻器的體積較小,適合安裝在元器件比較緊湊的電路中;在元器件安裝位置比較寬松的場(chǎng)合,可選用炭膜電阻器。

d.根據(jù)電路對(duì)溫度穩(wěn)定性的要求選擇電阻器。由于電阻器在電路中的作用不同。所以對(duì)它們?cè)诜€(wěn)定性方面的要求也就不同。普通電路中即使阻值有所變化,對(duì)電路工作影響并不大;而應(yīng)用在穩(wěn)壓電路中作電壓采樣的電阻器,其阻值的變化將引起輸出電壓的變化。

炭膜電阻器、金屬膜電阻器、玻璃釉膜電阻器都具有較好的溫度特性,適合用于穩(wěn)定度較高的場(chǎng)合;精度高、功率大的場(chǎng)合可應(yīng)用線繞電阻器(由于采用特殊的合金線繞制,它的溫度系數(shù)極小,因此其阻值最為穩(wěn)定)。

②固定電阻器的維修與代換。

a.對(duì)于炭膜電阻器或金屬膜電阻器損壞后一般不予以修理,更換相同規(guī)格電阻器即可。

b.對(duì)于已斷路的大功率小阻值線繞電阻器或水泥電阻器,可刮去表面絕緣層,露出電阻絲,找到斷點(diǎn)。將斷點(diǎn)的電阻絲退后一匝絞合擰緊即可。

?用電阻絲應(yīng)急代換。電阻絲可以從舊線繞電位器或線繞電阻器上拆下。用萬(wàn)用表量取一段阻值與原電阻相同的電阻絲,并將其纏繞在原電阻器上,電阻絲兩端分別焊在原電阻器的兩端后裝入電路即可。

?當(dāng)損壞的線繞電阻器阻值較大時(shí),可采用內(nèi)熱式電烙鐵芯代換,如阻值不符合電路要求,可采用將電烙鐵芯串、并聯(lián)方法解決。只要阻值相近即可,不會(huì)影響電路的正常工作。

c.電阻器燒焦后看不到色環(huán)和阻值,又沒(méi)有圖紙可依,對(duì)它的原阻值就心中沒(méi)數(shù)。可用刀片把電阻器外層燒焦的漆割掉,測(cè)它一端至燒斷點(diǎn)的阻值,再測(cè)另一端至燒斷點(diǎn)的阻值,將這兩個(gè)阻值加起來(lái),再根據(jù)其燒斷點(diǎn)的長(zhǎng)度,就能估算出電阻器的阻值。

(5)固定電阻器的代換 在修理中,當(dāng)某電阻器損壞后,在沒(méi)有同規(guī)格電阻器代換時(shí),可采用串、并聯(lián)方法進(jìn)行應(yīng)急處理:

①利用電阻器串聯(lián)公式,將小阻值電阻器變成大阻值電阻器。電阻器串聯(lián)公式為

②利用電阻器并聯(lián)公式,將大阻值電阻器變成所需小阻值電阻器。電阻器并聯(lián)公式為:

③利用電阻器串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合,可以將大阻值電阻器變成所需小阻值電阻器。

提示:在采用串、并聯(lián)方法時(shí),除了應(yīng)計(jì)算總電阻是否符合要求外,還必須檢查每個(gè)電阻器的額定功率值是否比其在電路中所承受的實(shí)際功率大一倍以上。

另外,不同功率和阻值相差太多的電阻器不要進(jìn)行串、并聯(lián),無(wú)實(shí)際意義。

(6)固定電阻器的應(yīng)用 電阻器應(yīng)用電路如圖2-10所示。

圖2-10 電阻器的分壓與分流電路

①分壓與分流電路。如圖2-10(a)所示電阻分壓電路中,Uo=UR2=(R2/R1+R2)×EC,經(jīng)R1、R2分壓后可得到合適電壓輸出。如圖2-10(b)所示分流電路中,各電阻器電流值的大小與電阻值成反比,即I1=U/R1I2=U/R2I3=U/R3

②降壓限流電路。將電阻器串入電路,可實(shí)現(xiàn)降壓限流作用。圖2-11為電熱毯電路R與VD1構(gòu)成電源指示電路,接通電源后,R降壓限流,得到二極管VD1所需供電電壓。

圖2-11 電阻器限流電路

2.1.4 微調(diào)可變電阻器

微調(diào)電阻器體積小,無(wú)調(diào)整手柄,用于機(jī)器內(nèi)部不經(jīng)常需要調(diào)整的電路中。微調(diào)可變電阻器的外形、結(jié)構(gòu)和圖形符號(hào)如圖2-12所示。

圖2-12 微調(diào)電阻器的外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)

(1)可變電阻器的結(jié)構(gòu) 由圖2-12(a)可以看出,兩個(gè)固定引腳接在炭膜體兩端,炭膜體是一個(gè)固定電阻體,在兩個(gè)引腳之間有一個(gè)固定的電阻值。動(dòng)片引腳上的觸點(diǎn)可以在炭膜上滑動(dòng),這樣動(dòng)片引腳與兩個(gè)固定引腳之間的阻值將發(fā)生大小改變。當(dāng)動(dòng)片觸點(diǎn)沿順時(shí)針?lè)较蚧瑒?dòng)時(shí),動(dòng)片引腳與引腳①之間阻值增大,與引腳②之間阻值減小;反之,動(dòng)片觸點(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蚧瑒?dòng),引腳間阻值反方向變化。在動(dòng)片滑動(dòng)時(shí),引腳①、②之間的阻值是不變化的,但是如若動(dòng)片引腳與引腳②或引腳①相連通后,動(dòng)片滑動(dòng)時(shí)引腳①、②之間的阻值便發(fā)生改變。

(2)阻值表示方法 可變電阻器的阻值是指固定電阻體的值,也就是可變電阻器可以達(dá)到的最大電阻值,可變電阻器的最小阻值為零(通過(guò)調(diào)節(jié)動(dòng)片引腳的旋鈕)。阻值直接標(biāo)在電阻器上。

(3)應(yīng)用及注意事項(xiàng) 可變電阻器的應(yīng)用及有關(guān)注意事項(xiàng)有以下幾方面:

①微調(diào)可變電阻器的功率較小,只能用于電流、電壓均較小的電子電路中。

②可變電阻器還可以用作電位器,此時(shí)三根引腳與各自電路相連,作為一個(gè)電壓分壓器使用。

③在大部分情況下作為一個(gè)可變電阻器使用,此時(shí)可變電阻器的動(dòng)片與一根固定引腳在線路板已經(jīng)連通,調(diào)節(jié)可變電阻器時(shí)可改變阻值。調(diào)節(jié)方法是用小的平口啟子旋轉(zhuǎn)電阻器的缺口旋鈕。

④可變電阻器的故障發(fā)生率較高,主要故障是動(dòng)片與炭膜之間的接觸不良,炭膜磨損一般不予修理直接更換型號(hào)可變電阻器(應(yīng)急修理時(shí)主要以清洗處理為主)。

2.1.5 電位器

電位器的分類方法很多,種類也相當(dāng)?shù)姆倍啵瑥V泛應(yīng)用于電器設(shè)備中作調(diào)整元件。

(1)結(jié)構(gòu)及參數(shù)

①電位器的結(jié)構(gòu)。電位器結(jié)構(gòu)與可變電阻器結(jié)構(gòu)基本上是相同的,它主要由引腳、動(dòng)片觸點(diǎn)和電阻體(常見(jiàn)的為炭膜體)構(gòu)成,其工作原理也與可變電阻器相似,動(dòng)片觸點(diǎn)滑動(dòng)時(shí)動(dòng)片引腳與兩個(gè)固定引腳之間的電阻發(fā)生改變。圖2-13所示是常用電位器的外形及圖形符號(hào)。帶開關(guān)電位器(圖形符號(hào)中虛線表示此開關(guān)受電位器轉(zhuǎn)柄控制)在轉(zhuǎn)軸旋到最小位置后再旋轉(zhuǎn)一下,便將開關(guān)斷開。在開關(guān)接通之后,調(diào)節(jié)電位器過(guò)程中對(duì)開關(guān)無(wú)影響,一直處于接通狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)式電位器有單軸電位器和雙聯(lián)旋轉(zhuǎn)式電位器。雙聯(lián)旋轉(zhuǎn)式電位器又有同心同軸(調(diào)整時(shí)兩個(gè)電位器阻值同時(shí)變化)和同心異軸(單獨(dú)調(diào)整)之分。圖2-11所示是直滑式電位器外形,它的特點(diǎn)是操縱柄往返作直線式滑動(dòng),滑動(dòng)時(shí)可調(diào)節(jié)阻值。

圖2-13 電位器的外形及圖形符號(hào)

②電位器的主要參數(shù)。電位器的參數(shù)很多,主要參數(shù)有電阻值、額定功率及噪聲系數(shù)。

a.電阻值。電位器的電阻值也是指電位器兩固定引腳之間的電阻值,這跟炭膜體阻值有關(guān)。電阻值參數(shù)采用直標(biāo)法標(biāo)在電位器的外殼上。

b.額定功率。電位器的額定功率同電阻器的額定功率一樣,在使用中若運(yùn)用不當(dāng)也會(huì)燒壞電位器。

c.動(dòng)噪聲。電位器的噪聲主要包括熱噪聲、電流噪聲和動(dòng)噪聲。前兩者是指電位器動(dòng)片觸點(diǎn)不動(dòng)時(shí)的電位器噪聲,這種噪聲與其他元器件中的噪聲一樣,是炭膜體(電阻體)固有噪聲,又稱之為靜噪聲,靜噪聲相對(duì)動(dòng)噪聲而言,其有害影響不大。

動(dòng)噪聲是指電位器動(dòng)片觸點(diǎn)滑動(dòng)過(guò)程產(chǎn)生的噪聲,這一噪聲是電位器的主要噪聲。動(dòng)噪聲的來(lái)源也有六七種,但主要原因是動(dòng)片觸點(diǎn)接觸電阻大(接觸不良)、碳膜體結(jié)構(gòu)不均勻、炭膜體磨損、動(dòng)片觸點(diǎn)與炭膜體的機(jī)械摩擦噪聲等。

(2)電位器的檢測(cè) 檢查電位器時(shí),首先要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸,看看轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)是否平滑、靈活,帶開關(guān)電位器通斷時(shí)“喀噠”聲是否清脆,并聽一聽電位器內(nèi)部接觸點(diǎn)和電阻體摩擦的聲音,如有“沙沙”聲,說(shuō)明質(zhì)量不好。用萬(wàn)用表測(cè)試時(shí),先根據(jù)被測(cè)電位器阻值的大小,選擇好合適電阻擋位,然后按下述方法進(jìn)行檢測(cè):

①測(cè)量電位器的標(biāo)稱阻值。如圖2-14(a)所示用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)兩邊腳,其讀數(shù)應(yīng)為電位器的標(biāo)稱阻值。如萬(wàn)用表指針不動(dòng)或阻值相差很多,則表明該電位器已損壞。

②檢測(cè)活動(dòng)臂與電阻片的接觸是否良好。如圖2-14(b)所示,用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)中間腳與兩邊腳阻值。將電位器的轉(zhuǎn)軸按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn),再按順時(shí)針?lè)较蚵D(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸,電阻值應(yīng)逐漸變化,表頭中的指針應(yīng)平穩(wěn)移動(dòng)。從一端移至另一端時(shí),最大阻值應(yīng)接近電位器的標(biāo)稱值,最小值應(yīng)為零。如萬(wàn)用表指針在電位器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中有跳動(dòng)現(xiàn)象,說(shuō)明觸點(diǎn)有接觸不良的故障。

圖2-14 電位器的測(cè)量

③測(cè)試開關(guān)的好壞。對(duì)于帶有開關(guān)的電位器,檢查時(shí)可用萬(wàn)用表的電阻擋測(cè)開關(guān)兩觸點(diǎn)的通斷情況是否正常,如圖2-14(c)所示。旋轉(zhuǎn)電位器的轉(zhuǎn)軸,使開關(guān)“接通”—“斷開”變化。若在“接通”的位置,電阻值不為零,說(shuō)明內(nèi)部開關(guān)觸點(diǎn)接觸不良;若在“斷開”的位置,電阻值不為無(wú)窮大,說(shuō)明內(nèi)部開關(guān)失控。

(3)電位器的修理及代換

①電位器的修理。

a.轉(zhuǎn)軸不靈活。轉(zhuǎn)軸不靈活主要是軸套中積有大量污垢,潤(rùn)滑油干涸所致。發(fā)現(xiàn)這種故障,應(yīng)拆開電位器,用汽油擦洗軸、軸套以及其他不清潔的地方,然后在軸套中添加潤(rùn)滑黃油,再重新裝配好。

b.電位器一端定片與炭膜間斷路(多為涂銀處開路),另一端定片又未用或與動(dòng)片焊連在一起,這時(shí)交換兩定片的焊接位置,仍可正常使用

c.開關(guān)接觸不良。電位器的開關(guān)部件在生產(chǎn)中已被固定,不易拆裝,一般遇有彈簧不良或開關(guān)膠木轉(zhuǎn)換片被擠碎時(shí),只能換一個(gè)開關(guān)解決。另外,電位器經(jīng)過(guò)多次修理后,開關(guān)套的固定鉤損壞而無(wú)法很好地固定,影響開關(guān)正常撥動(dòng)。這時(shí)用硬度適當(dāng)?shù)你~絲或銅片在原位上另焊幾個(gè)小鉤即可修復(fù)。

d.滑動(dòng)片接觸不良。主要是由中心滑動(dòng)觸點(diǎn)處積有污垢造成的。可拆下開關(guān)部分,取下接頭,用汽油或酒精分別擦凈炭膜片、中央環(huán)形接觸片和接頭處的接點(diǎn),然后裝上接頭,調(diào)整接頭壓力到合適程度為止。若電位器內(nèi)炭膜磨損接觸不良,可將金屬刷觸點(diǎn)輕輕向里或向外彎曲一些,從而改變金屬刷在炭膜上的運(yùn)動(dòng)軌跡。修好的電位器可用歐姆表測(cè)量,使指針擺動(dòng)平穩(wěn)而不跳動(dòng)即可。

②電位器的代換。

a.若沒(méi)有高阻電位器,可用低阻電位器串接電阻的方法解決,即將阻值合適的電阻器與可變電阻器串聯(lián),可串入邊腳,也可串入中心腳。

b.若沒(méi)有低阻電位器,可用高阻電位器并接電阻的方法解決,即將一阻值合適的電阻器并接在兩邊腳之間。

c.沒(méi)有電位器時(shí),還可以用微調(diào)電阻器作小型電位器使用。選擇立式或臥式的微調(diào)電阻器,在微調(diào)電阻器上焊上一根轉(zhuǎn)軸,再在轉(zhuǎn)軸上套一段塑料管即可。

d.線路中一些電位器經(jīng)調(diào)整之后,一般不需要再調(diào)整或很少需要調(diào)整,可直接用固定電阻器代用。代用前必須試驗(yàn)出最佳的電阻值。若電阻值不符合要求,可用兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻器通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)的方法解決。

(4)電位器的應(yīng)用 電位器的應(yīng)用可分成兩大類:一是作分壓器使用;二是作可變電阻器使用。前者應(yīng)用最廣泛,后者在設(shè)計(jì)、調(diào)試電路時(shí)應(yīng)用。

①運(yùn)用原理。電位器有三個(gè)引腳,是一個(gè)四端元件,它有輸入和輸出兩個(gè)回路。圖2-15所示是電位器應(yīng)用電路。

圖2-15 電位器分壓電路

信號(hào)源電壓Ui加在電位器RP的動(dòng)片將RP分成兩部分:電阻R1和R2。設(shè)RP的全部電阻為R,動(dòng)片B至A端電阻為R1,動(dòng)片B至C點(diǎn)電阻為R2R=R1+R2。顯然,當(dāng)動(dòng)片調(diào)至C點(diǎn)時(shí),R1=RR2=0;當(dāng)動(dòng)片調(diào)到A點(diǎn)時(shí),R1=0、R2=R;當(dāng)動(dòng)片從C點(diǎn)往A點(diǎn)調(diào)節(jié)時(shí),R1越來(lái)越小,R2則越來(lái)越大,R1+R2=R始終不變。圖示電路的輸入回路為信號(hào)源→A點(diǎn)→RP→C點(diǎn),其輸出回路為動(dòng)片B點(diǎn)→RP→C點(diǎn)。

R1、R2構(gòu)成分壓電路,則UiUo之間的關(guān)系由下列公式?jīng)Q定:

Uo=(R2/R1+R2Ui  

由上述可知,當(dāng)動(dòng)片滑動(dòng)時(shí),R2大小變化,從而Uo發(fā)生改變。當(dāng)R2=0(動(dòng)片在C點(diǎn))時(shí),Uo=0;當(dāng)動(dòng)片在A點(diǎn)(R2=R)時(shí),Uo=Ui

②可變電阻器應(yīng)用。將電位器作為可變電阻器時(shí),動(dòng)片與一個(gè)固定引腳相連接,即可變成了可變電阻器。在圖2-16(a)中,改變RP中點(diǎn)位置,可改變?nèi)龢O管基極電壓,從而改變電路工作點(diǎn)(Ic)。圖2-16(b)中用作音量電位器,改變RP中點(diǎn),可改變送入后級(jí)信號(hào)量的大小,從而改變音量。

圖2-16 電位器應(yīng)用電路

③注意事項(xiàng)。電位器在運(yùn)用中要注意以下幾方面的問(wèn)題:

a.電位器型號(hào)命名比較簡(jiǎn)單,由于普遍采用合成膜電位器,所以在型號(hào)上主要看阻值分布特性。在型號(hào)中,用W表示電位器,H表示合成膜。

b.在很多場(chǎng)合下,電位器是不能互換使用的,一定要用同類型電位器更換。

c.在更換電位器時(shí),要注意電位器安裝尺寸等。

d.有的電位器除各引腳外,在電位器金屬外殼上還有一個(gè)引腳,這一引腳作為接地引腳,接電路板的地線,以消除調(diào)節(jié)電位器時(shí)人身的感應(yīng)干擾。

e.電位器的常見(jiàn)故障是轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲,幾乎所有電位器在使用一段時(shí)間后,會(huì)不同程度地出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)噪聲。通常,通過(guò)清洗電位器的動(dòng)片觸點(diǎn)和炭膜體,能夠消除噪聲。對(duì)于因炭膜體磨損而造成的噪聲,應(yīng)作更換電位器的處理。

2.1.6 壓敏電阻器

(1)壓敏電阻器的性能特點(diǎn)及參數(shù)

①壓敏電阻器的性能特點(diǎn)。壓敏電阻器是利用半導(dǎo)體材料非線性特性制成的一種特殊電阻器。當(dāng)壓敏電阻器兩端施加的電壓達(dá)到某一臨界值(壓敏電壓)時(shí),壓敏電阻器的阻值就會(huì)急劇變小。壓敏電阻器的結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)和伏安特性曲線如圖2-17所示。

壓敏電阻器的主要特性曲線如圖2-17(d)所示。當(dāng)壓敏電阻器兩端所加電壓在標(biāo)稱額定值內(nèi)時(shí),電阻值幾乎為無(wú)窮大,處于高阻狀態(tài),其漏電流≤50μA;當(dāng)壓敏電阻器兩端的電壓稍微超過(guò)額定電壓時(shí),其電阻值急劇下降,立即處于導(dǎo)通狀態(tài),反應(yīng)時(shí)間僅在毫微秒級(jí),工作電流急劇增加,從而有效地保護(hù)電路。

圖2-17 壓敏電阻的結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)及伏安特性曲線

②壓敏電阻器的主要參數(shù)。壓敏電阻器的主要參數(shù)是標(biāo)稱電壓、漏電流和通流量。

a.標(biāo)稱電壓(U1mA)。標(biāo)稱電壓也稱壓敏電壓,是指通過(guò)1mA直流電流時(shí)壓敏電阻器兩端的電壓值。

b.漏電流。漏電流是指當(dāng)元件兩端電壓等于75%U1mA時(shí),壓敏電阻器上所通過(guò)的直流電流。

c.通流量。通流量是指在規(guī)定時(shí)間(8/20μs)之內(nèi),允許通過(guò)沖電流的最大值。

常用壓敏電阻器的主要參數(shù)見(jiàn)表2-6。

表2-6 常用壓敏電阻器的主要參數(shù)

(2)壓敏電阻器的檢測(cè)

①好壞測(cè)量。應(yīng)使用萬(wàn)用表電阻擋的最高擋位(10k擋),常溫下壓敏電阻器的兩引腳阻值應(yīng)為無(wú)窮大,使用數(shù)字表時(shí)顯示屏將顯示溢出符號(hào)“1.”。若有阻值,就說(shuō)明該壓敏電阻器的擊穿電壓低于萬(wàn)用表內(nèi)部電池的9V(或15V)電壓(這種壓敏電阻器很少見(jiàn))或者已經(jīng)擊穿損壞。

②標(biāo)稱電壓的測(cè)量。檢測(cè)壓敏電阻器標(biāo)稱電壓如圖2-18所示。

圖2-18 檢測(cè)壓敏電阻器標(biāo)稱電壓

如果需要測(cè)量壓敏電阻器額定電壓(擊穿電壓),可將其接在一個(gè)可調(diào)電源上,并串入電流表,然后調(diào)整可調(diào)電源,開始電流表基本不變。當(dāng)再調(diào)高EC時(shí),電流表指針擺動(dòng),此時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量壓敏電阻器兩端電壓,即為標(biāo)稱電壓。圖中可調(diào)電源可用兆歐表代用。

(3)壓敏電阻器的應(yīng)用

①壓敏電阻器的選用要點(diǎn)。壓敏電阻器在電路中可進(jìn)行并聯(lián)、串聯(lián)使用。并聯(lián)用法可增加耐浪涌電流的數(shù)值,但要求并聯(lián)的器件標(biāo)稱電壓要一致。串聯(lián)用法可提高實(shí)際使用的標(biāo)稱電壓值,通常串聯(lián)后的標(biāo)稱電壓值為兩個(gè)標(biāo)稱電壓值的和。壓敏電阻器選用時(shí),標(biāo)稱電壓值選擇得越低則保護(hù)靈敏度越高,但是標(biāo)稱電壓選得太低,流過(guò)壓敏電阻器的電流也相應(yīng)較大,會(huì)引起壓敏電阻器自身?yè)p耗增大而發(fā)熱,容易將壓敏電阻器燒毀。在實(shí)際應(yīng)用中,確定標(biāo)稱電壓可用工作電路電壓×1.73來(lái)大概求出壓敏電阻器標(biāo)稱電壓。

②壓敏電阻器的應(yīng)用。用于電源保護(hù)電路中。

如圖2-19(a)所示電路,當(dāng)由雷電或由機(jī)內(nèi)自感電勢(shì)等引起的過(guò)電壓作用到壓敏電阻器兩端時(shí),壓敏電阻器立即導(dǎo)通將過(guò)電壓泄放掉,從而起到保護(hù)作用。

圖2-19 壓敏電阻器應(yīng)用電路

圖2-19(b)所示是一種常見(jiàn)的供電保護(hù)電路,壓敏電阻器接在市電經(jīng)保險(xiǎn)管后的回路中,其額定工作電壓選擇在家用電器的安全使用電壓范圍內(nèi)(300~400V)。當(dāng)市電電壓超過(guò)壓敏電阻器標(biāo)稱工作電壓時(shí),在毫微秒的時(shí)間內(nèi),壓敏電阻器的阻值急劇下降,流過(guò)壓敏電阻器的電流急劇增加,使保險(xiǎn)管瞬間熔斷,家用電器因斷電而得到保護(hù)。同時(shí),并聯(lián)在保險(xiǎn)管兩端的氖燈HL1點(diǎn)亮,指示保險(xiǎn)管已熔斷。HL2為電源指示燈,S閉合后即發(fā)光指示。

2.1.7 光敏電阻器

光敏電阻器是利用半導(dǎo)體光導(dǎo)效應(yīng)制成的一種特殊電阻器,在有光照和黑暗的環(huán)境中,其阻值發(fā)生變化。用光敏電阻器制成的器件又稱為“光導(dǎo)管”,是一種受光照射導(dǎo)電能力增加的光敏轉(zhuǎn)換元件。

(1)光敏電阻器的外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào) 如圖2-20(a)所示,光敏電阻器由玻璃基片、光敏層、電極等部分組成。

圖2-20 光敏電阻器的外形、結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)及特性曲線

根據(jù)制作光敏層所用的材料,光敏電阻器可以分為多晶光敏電阻器和單晶光敏電阻器。根據(jù)光敏電阻器的光譜特性,光敏電阻器又可分為紫外光敏電阻器、可見(jiàn)光光敏電阻器以及紅外光光敏電阻器。

可見(jiàn)光光敏電阻器有硒、硫化鎘、硫硒化鎘和碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅等光敏電阻器。紫外光光敏電阻器對(duì)紫外線十分靈敏,可用于探測(cè)紫外線,比較常見(jiàn)的有硫化鎘器和硒化鎘光敏電阻器。紅外光光敏電阻器有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛、銻化銦、碲錫鉛、鍺摻汞、鍺摻金等光敏電阻器。紫外線光敏電阻器及紅外光敏電阻器主要應(yīng)用于工業(yè)電器及醫(yī)療器械中,可見(jiàn)光敏電阻器可應(yīng)用于各種家庭電子設(shè)備中。

(2)光敏電阻器的主要參數(shù)和基本性能

①伏安特性。在光敏電阻器的兩端所加電壓和流過(guò)的電流的關(guān)系稱為伏安特性,所加的電壓越高,光電流越大,且沒(méi)有飽和現(xiàn)象。在給定的電壓下,光電流的數(shù)值將隨光照的增強(qiáng)而增大。

②光電流。光敏電阻器在不受光照時(shí)的阻值稱為“暗電阻”(或暗阻),此時(shí)流過(guò)的電流稱為“暗電流”;在受光照時(shí)的阻值稱為“亮電阻”(或亮阻),此時(shí)流過(guò)的電流稱為“亮電流”。亮電流與暗電流之差就稱為“光電流”。暗阻越大,亮阻越小,則光電流越大,光敏電阻器的靈敏度就高。實(shí)際上光敏電阻器的暗電阻一般是兆歐數(shù)量級(jí),亮電阻則在幾千歐以下,暗電阻與亮電阻之比一般在1∶100左右。

③光照特性。光敏電阻器對(duì)光線非常敏感。當(dāng)無(wú)光線照射時(shí),光敏電阻器呈高阻狀態(tài);當(dāng)有光線照射時(shí),電阻值迅速減小。圖2-20(d)為光敏電阻器特性曲線,坐標(biāo)曲線表明了電阻值R與照度E之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在沒(méi)有光照時(shí),即E=0,光敏電阻器的阻值稱為暗電阻,用RR表示。一般為100kΩ至幾十兆歐。在規(guī)定照度下,電阻值降至幾千歐,甚至幾百歐,此值稱之為亮電阻,用RL表示。顯然,暗電阻RR越大越好,而亮電阻RL則越小越好。

(3)光敏電阻器的檢測(cè)

①檢測(cè)光敏電阻器的亮電阻與暗電阻。如圖2-21(a)所示,首先將光敏電阻器置于暗處,用一黑紙片將光敏電阻器的透光窗口遮住,用萬(wàn)用表R×1k擋,將兩表筆分別任意接光敏電阻器的兩個(gè)引腳,此時(shí)萬(wàn)用表的指針基本保持不動(dòng),阻值接近無(wú)窮大,此值即為暗電阻,阻值越大說(shuō)明光敏電阻器性能越好;若此值很小或接近為零,則說(shuō)明光敏電阻器擊穿損壞。如圖2-21(b)所示,將光敏電阻器置于亮處,黑紙片撤除或用一光源對(duì)準(zhǔn)光敏電阻器的透光窗口照射,萬(wàn)用表的指針應(yīng)有較大幅度的擺動(dòng),阻值明顯減小,此值為亮電阻,阻值越小說(shuō)明光敏電阻器性能越好;若此值很大甚至無(wú)窮大,則說(shuō)明光敏電阻器內(nèi)部開路損壞。

圖2-21 光敏電阻器的檢測(cè)

②檢測(cè)靈敏度。將光敏電阻器在亮處和暗處之間不斷變化,此時(shí)萬(wàn)用表指針應(yīng)隨亮暗變化而左右擺動(dòng)。如果萬(wàn)用表指針不擺動(dòng),說(shuō)明光敏電阻器的光敏材料已經(jīng)損壞。

③光敏電阻器的應(yīng)用。圖2-22是光敏電阻器-晶閘管光控開關(guān)電路。天黑時(shí)自動(dòng)將燈點(diǎn)亮,天亮?xí)r光敏電阻器的亮電阻很小,將晶閘管VS的門極接地而使燈失電而熄滅。調(diào)節(jié)可變電阻器RP,可使不同型號(hào)、規(guī)格的光敏電阻器在一定的條件(黑暗程度)下點(diǎn)亮燈。可作為如樓道、路燈等公共場(chǎng)所的自動(dòng)光控開關(guān)。

圖2-22 光敏電阻器-晶閘管光控開關(guān)電路

2.1.8 濕敏電阻器

濕敏電阻器是一種阻值隨溫度變化而變化的敏感電阻器件,可用作濕度測(cè)量及結(jié)露傳感器。

(1)濕敏電阻器的分類和圖形符號(hào)

①濕敏電阻器的分類。濕敏電阻器的種類較多,按阻值隨溫度變化特性分為正系數(shù)和負(fù)系數(shù)兩種,正系數(shù)濕敏電阻器的阻值隨濕度增大而增大,負(fù)系數(shù)濕敏電阻器則相反(常用的為負(fù)系數(shù)濕敏電阻器)。

②濕敏電阻器的圖形符號(hào)。圖2-23(c)所示為濕敏電阻器的圖形符號(hào)(目前還沒(méi)有統(tǒng)一的圖形符號(hào),有的直接標(biāo)注水分子或H2O,有的圖形符號(hào)仍用R表示)。

(2)濕敏電阻器的結(jié)構(gòu)及主要特性

①濕敏電阻器結(jié)構(gòu)如圖2-23(b)所示,由基片(絕緣片)、感濕材料和電極構(gòu)成。當(dāng)感濕材料接收到水分后,電極之間的阻值發(fā)生變化,完成濕度到阻值變化的轉(zhuǎn)換。

圖2-23 濕敏電阻器的外形、結(jié)構(gòu)及圖形符號(hào)

②濕敏電阻器特性有:阻值隨濕度增加是以指數(shù)特性變化的;具有一定響應(yīng)時(shí)間參數(shù),又稱為時(shí)間常數(shù),是指對(duì)溫度發(fā)生階躍時(shí)阻值從零增加到穩(wěn)定量的63%所需要的時(shí)間,表征了濕敏電阻器對(duì)濕度響應(yīng)的特性;其他參數(shù)還有濕度范圍、電阻相對(duì)溫度變化的穩(wěn)定性等。

(3)濕敏電阻器的應(yīng)用檢測(cè) 檢測(cè)濕敏電阻器時(shí),先在干燥條件下測(cè)其標(biāo)稱阻值,應(yīng)符合規(guī)定。如阻值很小或很大或開路說(shuō)明濕敏電阻器損壞。然后給濕敏電阻器加一定濕度,阻值應(yīng)有變化,不變說(shuō)明濕敏電阻器損壞。濕敏電阻器一般不能修復(fù),應(yīng)急代用時(shí)可用同阻值的炭膜電阻去掉漆皮代用(去掉漆皮后,受濕度影響,阻值會(huì)變化)。

(4)濕敏電阻器的應(yīng)用 濕敏電阻器的應(yīng)用電路如圖2-24所示。在測(cè)量濕度時(shí),閉合SA并調(diào)整RP使表頭歸零,將XP插入插座即可測(cè)量,即當(dāng)濕度變化時(shí)μA表指示濕度值。

圖2-24 濕敏電阻器應(yīng)用電路

2.1.9 正溫度系數(shù)熱敏電阻器

(1)正溫度系數(shù)熱敏電阻器的分類及參數(shù) 正溫度系數(shù)熱敏電阻器(又稱PTC)的阻值隨溫度升高而增大,可應(yīng)用到各種電路中。

①PTC的分類。PTC的外形、結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)及特性曲線如圖2-25所示。常見(jiàn)的PTC元件有圓柱形、圓片形和方柱形三種不同的外形結(jié)構(gòu),又有兩端和三端之分。三端消磁電阻內(nèi)部封裝有兩只熱敏電阻器(一只接負(fù)載,另一只接地,起分壓保護(hù)作用,從而降低開路瞬間沖擊電流對(duì)電路元件產(chǎn)生的不良影響)。

圖2-25 PTC的外形、結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)及特性曲線

②PTC的主要參數(shù):

a.標(biāo)稱電阻值Rt。標(biāo)稱電阻值也稱零功率電阻值,即元件上所標(biāo)阻值(環(huán)境溫度在25℃以下的阻值)。

b.電阻溫度系數(shù)αt。電阻溫度系數(shù)表示零功率條件下溫度每變化1℃所引起電阻值的相對(duì)變化量,單位是%/℃。

c.額定功率。熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下,長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷所允許的消耗功率稱為額定功率。通常所給出的額定功率值是指+25℃時(shí)的額定功率。

d.時(shí)間常數(shù)。時(shí)間常數(shù)是指熱敏電阻器在無(wú)功功率狀態(tài)下,當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí)電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2%所需的時(shí)間,也稱為熱惰性。

e.測(cè)量功率。測(cè)量功率是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,電阻體受測(cè)量電源的加熱而引起的電阻值變化不超過(guò)0.1%時(shí)所消耗的功率。其用途在于統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和作為設(shè)計(jì)測(cè)試儀表的依據(jù)。

f.耗散系數(shù)。耗散系數(shù)是指熱敏電阻器溫度每增加1℃所耗散的功率。

熱敏電阻器常見(jiàn)阻值規(guī)格(常溫)有12Ω、15Ω、18Ω、22Ω、27Ω、40Ω等。不同電路所選用的電阻也不一樣。

(2)正溫系數(shù)熱敏電阻的檢測(cè)

①PTC消磁電阻的檢測(cè)

a.標(biāo)稱值檢測(cè)。如圖2-26所示,用萬(wàn)用表R×1擋在常溫下(20℃左右)測(cè)得PTC的阻值與標(biāo)稱阻值相差±2Ω以內(nèi)即為正常。當(dāng)測(cè)得的阻值大于50Ω或小于8Ω時(shí),即可判定其性能不良或已損壞。PTC上的標(biāo)稱阻值與萬(wàn)用表的讀數(shù)不一定相等,這是由于標(biāo)稱阻值是用專用儀器在25℃的條件下測(cè)得的,而萬(wàn)用表測(cè)量時(shí)有一定的電流通過(guò)PTC而產(chǎn)生熱量,而且環(huán)境溫度不可能正好是25℃,所以不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差。

圖2-26 PTC消磁電阻的檢測(cè)

b.好壞判斷。若常溫下PTC電阻的阻值正常,則應(yīng)進(jìn)行加溫檢測(cè)。具體檢測(cè)方法是:用一熱源對(duì)消磁電阻加熱(例如用電烙鐵烘烤或放在不同溫度的水中,因水便于調(diào)溫,也便于測(cè)溫),用萬(wàn)用表觀察其電阻值是否隨溫度升高而加大。如是,則表明PTC電阻正常,否則說(shuō)明其性能已變壞不能再使用。

②PTC的修理與代換

a.維修 。

?電阻器碎裂。電阻器如碎為例片,可挑選其中較大的一塊,測(cè)其阻值為20~30Ω即可用。先把這塊電阻器塞入銅觸片中央,周圍空隙處再塞入一些瓷碗碎片,使電阻不易移位即可上機(jī)使用。如電阻器碎裂成數(shù)塊,也可先用502膠水逐塊地對(duì)縫黏合,再按上述方法進(jìn)行處理,即可使用。

?觸點(diǎn)燒蝕。片狀電阻器的兩端面有層很薄的鍍銀導(dǎo)電層,被燒蝕的電阻器兩面(或一面)與銅觸片觸點(diǎn)處因打火而燒黑時(shí),就會(huì)造成電阻器接觸不良。但這時(shí)整個(gè)電阻器并沒(méi)有碎裂,邊緣導(dǎo)電涂層仍然完好。對(duì)此故障,可另找一片薄銅片,剪成和電阻器一樣大小的圓形片,緊緊貼在電阻器兩端面嵌入膠木殼中。裝好后測(cè)量,得到的阻值如與原來(lái)標(biāo)稱值相同,即可上機(jī)使用。

b.代換。電阻器損壞后,最好用同型號(hào)或同阻值的電阻器來(lái)更換,如無(wú)同型號(hào)配件時(shí),也可用阻值相近的其他電阻器來(lái)代換。例如15Ω的電阻器損壞后,可以用12Ω或18Ω的電阻器代換,電路仍可正常工作。

三端消磁電阻損壞后,也可用阻值相近的兩端消磁電阻來(lái)代換。代換時(shí),按PTC阻值選取一只兩端消磁電阻器,拆下?lián)p壞的三端消磁電阻,可將兩端消磁電阻在電路中與負(fù)載串聯(lián)焊接在一起即可。

③PTC電阻的應(yīng)用。如圖2-27(c)所示,三端消磁電阻由兩只PTC熱敏電阻封裝組合而成,其中阻值小的RT1與消磁線圈串聯(lián)后接入220V交流電源起消磁作用。阻值較大的RT2并聯(lián)在220V交流電源起進(jìn)一步加熱RT1的作用,以達(dá)到減少回路中的穩(wěn)定電流的目的。用三端消磁電阻代換兩端消磁電阻,可將阻值較小的RT1代替原消磁電阻接入即可。用兩端消磁電阻代換三端消磁電阻時(shí),可將消磁電阻直接入RT1即可。用兩端電阻代三端電阻時(shí)可直接接在RT1位置,RT2不用。

圖2-27(b)用于單相電機(jī)啟動(dòng)用,接通電源瞬間電流較大,流過(guò)電阻,電阻發(fā)熱,阻值變大,電流減小,當(dāng)電阻值達(dá)到一定值(近似于開路)負(fù)載只有微弱電流,維持電阻熱量。

圖2-27 PTC電阻應(yīng)用電路

2.1.10 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器

負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器(NTC)的電阻值隨溫度升高而降低,具有靈敏度高、體積小、反應(yīng)速度快、使用方便的特點(diǎn)。NTC具有多種封裝形式,能夠很方便地應(yīng)用到各種電路中。NTC的外形、結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)及特性曲線如圖2-28所示。

圖2-28 NTC的外形、結(jié)構(gòu)、圖形符號(hào)及特性曲線

(1)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的主要參數(shù)

①標(biāo)稱電阻值Rt。標(biāo)稱電阻值也稱零功率電阻值,是指在環(huán)境溫度25℃下的阻值,即器件上所標(biāo)阻值。

②額定功率。熱敏電阻器在規(guī)定的技術(shù)條件下,長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)荷所允許的消耗功率稱為額定功率。通常所給出的額定功率值是指+25℃時(shí)的額定功率。

③時(shí)間常數(shù)。時(shí)間常數(shù)是指熱敏電阻器在無(wú)功功率狀態(tài)下,當(dāng)環(huán)境溫度突變時(shí),電阻體溫度由初值變化到最終溫度之差的63.2%所需的時(shí)間,也稱熱惰性。

④耗散系數(shù)。耗散系數(shù)是指熱敏電阻器溫度每增加1℃所耗散的功率。

⑤穩(wěn)壓范圍。穩(wěn)壓范圍是指穩(wěn)壓型NTC能起穩(wěn)壓作用的工作電壓范圍。

⑥電阻溫度系數(shù)αt。電阻溫度系數(shù)表示零功率條件下溫度每變化1℃所引起電阻值的相對(duì)變化量,單位是%/℃。

⑦測(cè)量功率。測(cè)量功率是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,電阻體受測(cè)量電源的加熱而引起的電阻值變化不超過(guò)0.1%時(shí)所消耗的功率。其用途在于統(tǒng)一測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和作為設(shè)計(jì)測(cè)試儀表的依據(jù)。

常用NTC的主要性能參數(shù)見(jiàn)表2-7。

表2-7 常用NTC的主要性能參數(shù)

(2)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的檢測(cè)

測(cè)量標(biāo)稱電阻值Rt時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量NTC熱敏電阻器的方法與測(cè)量普通固定電阻器的方法相同,即首先測(cè)出標(biāo)稱值(由于受溫度的影響,阻值含有一定差別)。應(yīng)在環(huán)境溫度接近25℃時(shí)進(jìn)行,以保證測(cè)試的精度。測(cè)試時(shí),不要用手捏住熱敏電阻體,以防止人體溫度對(duì)測(cè)試產(chǎn)生影響。

在室溫下測(cè)得Rt1后用電烙鐵作熱源,靠近熱敏電阻器測(cè)出電阻值Rt2,阻值應(yīng)由大向小變化,變化很大,如不變則為損壞。

(3)負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的應(yīng)用 負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器的應(yīng)用非常廣泛,如在電路中可穩(wěn)定三極管的工作狀態(tài),還可用于測(cè)溫電路,如圖2-29所示。

圖2-29 NTC穩(wěn)定三極管靜態(tài)工作點(diǎn)

①穩(wěn)定三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)。在各種三極管電路中,由于受溫度的影響,會(huì)使三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生變化。通常溫度增加時(shí),三極管的集電極電流將增加。采用圖2-29所示電路,利用NTC可以穩(wěn)定三極管的工作點(diǎn)。圖中RT(實(shí)際應(yīng)用中,RT多與固定電阻器并聯(lián)后再接入電路)作為三極管VT的基極下偏置電阻。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),集電極電流IC將增加,可是RT的阻值是隨溫度升高而降低的,因而基極偏壓降低,使基極電流IB減小,IC隨之降低,實(shí)現(xiàn)了溫度自動(dòng)補(bǔ)償。

②在溫度測(cè)量方面的應(yīng)用。NTC用于溫度測(cè)量的例子很多,其基本電路如圖2-30所示。圖中R1、R2、R3、RP2及RT構(gòu)成平衡電橋,RP2為零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位器,RP1為靈敏度調(diào)節(jié)器,PA為檢流計(jì)。將NTC接入電橋,作為其中的一個(gè)橋臂;由于溫度變化,將RT阻值發(fā)生變化,從而使電橋失去平衡,其失衡程度取決于溫度變化的大小。再將失衡狀態(tài)用指示器進(jìn)行指示,或作為控制信號(hào)送到相應(yīng)的電路中。

圖2-30 NTC作溫度傳感元件

提示:使用中,電路中NTC元件多與其他元器件并聯(lián)使用。

2.1.11 保險(xiǎn)電阻器

(1)保險(xiǎn)電阻器的特點(diǎn)及作用 保險(xiǎn)電阻器有電阻器和熔絲的雙重作用。當(dāng)過(guò)電流使其表面溫度達(dá)到500~600℃時(shí),電阻層便剝落而熔斷。故保險(xiǎn)電阻器可用來(lái)保護(hù)電路中其他元器件免遭損壞,以提高電路的安全性和經(jīng)濟(jì)性。保險(xiǎn)電阻器的外形、圖形符號(hào)如圖2-31所示。

圖2-31 保險(xiǎn)電阻器的外形、圖形符號(hào)

(2)保險(xiǎn)電阻器的檢測(cè)與應(yīng)用

①測(cè)量。測(cè)量時(shí)用萬(wàn)用表R×1或R×100擋測(cè)量,其測(cè)量方法同普通電阻器。如阻值超出范圍很大或不通,則說(shuō)明保險(xiǎn)電阻器損壞。

②修理與代換。換用保險(xiǎn)電阻器時(shí),要將它懸空10mm以上安置,不要緊貼印制板。保險(xiǎn)電阻器損壞后如無(wú)原型號(hào)更換,可根據(jù)情況采用下述方法應(yīng)急代用:

a.用電阻器和熔絲串聯(lián)代用。將一只電阻器和一根保險(xiǎn)絲管電流值要相符串聯(lián)起來(lái)代用,電阻器的規(guī)格可參考保險(xiǎn)電阻器的規(guī)格。電流可通過(guò)公式計(jì)算,如原保險(xiǎn)電阻器的規(guī)格為51Ω/2W,則電阻器可選用51Ω/2W規(guī)格,保險(xiǎn)絲的額定電流為0.2A。

b.用熔絲代用。一些阻值較小的保險(xiǎn)電阻器損壞后,可直接用熔絲代用。熔絲的電流容量可由原保險(xiǎn)電阻器的數(shù)值計(jì)算出來(lái)。方法同上。

c.用電阻器代用。可直接用同功率、同阻值普通電阻器代用。

d.用電阻器、保險(xiǎn)電阻器串聯(lián)代用。無(wú)合適電阻值時(shí)用一只阻值相差不多的普通電阻器和一只小阻值保險(xiǎn)電阻器串聯(lián)即可代用。

e.熱保險(xiǎn)電阻器應(yīng)用原型號(hào)代用。

③保險(xiǎn)電阻器的應(yīng)用。圖2-32(a)為供電保護(hù)電路,當(dāng)電路中有元件損壞時(shí),電流增大,則R熔斷,起到保護(hù)作用。圖2-32(b)為電風(fēng)扇電路,R裝在電機(jī)外殼上,當(dāng)電機(jī)溫升過(guò)高時(shí)(一般為139℃)則R熔斷保護(hù)不被燒壞。

圖2-32 保險(xiǎn)電阻器應(yīng)用電路

2.1.12 排阻

排阻是將多個(gè)電阻集中封裝在一起組合制成的。排阻具有裝配方便、安裝密度高等優(yōu)點(diǎn),目前已大量應(yīng)用在電視機(jī)、顯示器、電腦主板、小家電中。在維修中,經(jīng)常會(huì)遇到排阻損壞,由于不清楚其內(nèi)部連接,導(dǎo)致維修工作無(wú)法進(jìn)行。下面簡(jiǎn)單介紹排阻的相關(guān)知識(shí),供維修人員參考。

排阻通常都有一個(gè)公共端,在封裝表面用一個(gè)小白點(diǎn)表示。排阻的顏色通常為黑色或黃色。常見(jiàn)的排阻的外形及圖形符號(hào)如圖2-33所示。

圖2-33 排阻的外形及圖形符號(hào)

排阻可分為SIP排阻及SMD排阻。SIP排阻即為傳統(tǒng)的直插式排阻,依照線路設(shè)計(jì)的不同,一般分為A、B、C、D、E、F、G、H、I等類型。

SMD排阻安裝體積小,目前已在多數(shù)場(chǎng)合中取代SIP排阻。常用的SMD排阻有8P4R(8引腳4電阻)和10P8R(10引腳8電阻)兩種規(guī)格。SMD排阻電路原理圖如圖2-34所示。

圖2-34 SMD排阻的電路原理圖

選用時(shí)要注意,有的排阻內(nèi)有兩種阻值的電阻,在其表面會(huì)標(biāo)注這兩種電阻值,如220Ω/330Ω,所以SIP排阻在應(yīng)用時(shí)有方向性,使用時(shí)要小心。通常,SMD排阻是沒(méi)有極性的,不過(guò)有些類型的SMD排阻由于內(nèi)部電路連接方式不同,在應(yīng)用時(shí)還是需要注意極性的。如10P8R型的SMD排阻①、⑤、⑥、⑩引腳內(nèi)部連接不同,有L和T形之分。L形的①、⑥腳相通。在使用SMD排阻時(shí),最好確認(rèn)一下該排阻表面是否有①腳的標(biāo)注。

排阻的阻值與內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)通常可以從型號(hào)上識(shí)別出來(lái),其型號(hào)標(biāo)示如圖2-35所示。型號(hào)中的第一字母為內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)代碼,內(nèi)部電路見(jiàn)表2-8。

圖2-35 型號(hào)標(biāo)示圖

表2-8 排阻型號(hào)中第一個(gè)字母代表的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)

排阻的阻值通常用三位數(shù)字表示,標(biāo)注在電阻體表面。

在三位數(shù)字中,從左至右的第一位、第二位為有效數(shù)字,第三位表示前兩位數(shù)字乘10的N次方(單位為Ω)。如果阻值中有小數(shù)點(diǎn),則用“R”表示,并占一位有效數(shù)字。例如,標(biāo)示為“103”的阻值為10×103Ω=10kΩ,標(biāo)示為“222”的阻值為2200Ω(即2.2kΩ),標(biāo)示為“105”的阻值為1MΩ。需要注意的是,要將這種標(biāo)示法與一般的數(shù)字標(biāo)示方法區(qū)別開來(lái),如標(biāo)示為220的電阻器阻值為22Ω,只有標(biāo)志221的電阻器阻值才為220Ω。

標(biāo)示為“0”或“000”的排阻值為0Ω,這種排阻實(shí)際上是跳線(短路線)。

一些精密排阻采用四位數(shù)字加一個(gè)字母的標(biāo)示方法(或者只有四位數(shù)字)。前三位數(shù)字分別表示阻值的百位、十位、個(gè)位數(shù)字,第四位數(shù)字表示前面三個(gè)數(shù)字乘10的N次方,單位為Ω;數(shù)字后面的第一個(gè)英文字母代表誤差(G=2%、F=1%、D=0.25%、B=0.1%、A或W=0.05%、Q=0.02%、T=0.01%、V=0.05%)。如標(biāo)示為“2341”的排阻電阻值為234×10=2340Ω=2.34kΩ。 

2.1.13 其他特殊電阻器

①高阻電阻器。阻值在10MΩ~10TΩ,通常用玻璃釉膜、合成炭膜和金屬膜制成。高電阻器檢測(cè)使用時(shí)可有多個(gè)電阻器串聯(lián)代用。

②高壓電阻器。工作電壓為10~100kV,外形細(xì)長(zhǎng)且體積較大,功率可達(dá)100W,通常用玻璃釉膜、合成炭膜制成。使用時(shí)可用多個(gè)電阻器串聯(lián)代用。

③高頻電阻器。工作頻率一般在10MHz以上,主要是薄膜電阻器或箔式電阻器。使用中應(yīng)原規(guī)格代用。

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