作者：王善斌、秦焱 主编
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
图解电子元器件识别与检测试读：
前言
本书从各类电子元器件的认识开始，用图解的方法介绍电子元器件的识别、检测与应用，并引入综合实例强化实际应用。
本书力求理论从简，深入浅出，突出实用性，有利于培养机电、电气类专业学生思考问题、解决实际问题的能力，也是企业工程技术人员用于提高自身理论水平与业务能力的参考手册。本书通俗易懂，可读性强，既可作为企业工程技术人员培训的专用教科书，也可供初、中、高级电工及相关专业职业技术院校师生学习参考。
本书收集了镇江船艇学院教学一线教师的教案和案例，并得到了他们的大力支持和无私帮助，在此深表感谢和敬意。本书的实践数据和资料由江苏镇江安装集团有限公司提供。在编写过程中，还参考了各类教育网站上有关电子元器件方面的课件及新理论、新方法，在此一并感谢。编者2014年6月第1章 电阻器
电阻器是电子电路中最常用的元器件之一，在电路中，它具有降低电压、限制电流、分流电流、分配电压、阻抗匹配、阻尼、取样等作用。电阻器种类很多，通常可以分为三类：固定电阻器、电位器和敏感电阻器。固定电阻器的阻值固定无法改变，电位器的阻值可通过手动调节来改变，而敏感电阻器阻值会随施加条件（如温度、湿度、压力、光线、磁场和气体）变化而发生变化。1.1 固定电阻器1.1.1 认识电阻器1.1.1.1 电阻器的基本知识
各种材料对通过它的电流呈现一定的阻力，这种阻力就称为电阻。具有集总电阻这种物理性质的元件叫电阻器，通常也称为电阻，用符号R来表示。
在电路中，电阻实际上是一个为电流提供通路的电子器件，可以定义为每单位电流在导体上所引起的电压。电阻（R）=电压（U）/电流（I）。
电阻没有极性（正、负极），这与电源不同，因此在电路中可以任意连接。根据电阻元件伏安特性曲线的类型，电阻元件可以分为线性电阻和非线性电阻。此外，实际电阻器由于存在电容效应和电感效应，阻值还和通过它的电流的频率有关。
电阻元件的基本特征是消耗能量，其基本参量是电阻值（R），单位为欧姆（Ω）、千欧（kΩ）和兆欧（MΩ）。它们之间的换算关系是：1kΩ=1000Ω，1MΩ=1000kΩ。
固定电阻器是一种阻值固定不变的电阻器，它的实物外形如图1-1（a）所示，它的图形符号如图1-1（b）所示。在图1-1（b）中，上方为国家标准的电阻器图形符号，下方为国外常用的电阻器图形符号（在一些国外技术资料中常见）。图1-1 固定电阻器1.1.1.2 固定电阻器的分类
固定电阻器按电阻体材料、结构形状、引出线及用途等分成多个种类，如图1-2所示。图1-2 固定电阻器的分类
电阻的种类虽多，但常用的主要为RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻和片状电阻，其中，过去的国产RT型电阻外表通常涂覆绿漆，RJ型金属膜电阻则涂覆红漆，且一般都印上型号及规格等，较易识别。近年来随着进口及合资产品大量上市，RT型电阻中以色环电阻占据主流地位，其底色并不很一致；RX型线绕电阻外表多为黑色，被釉线绕电阻则多为深绿或浅绿色。片状电阻外表一般都为黑色，且上面标注有代表阻值的数字。
下面重点介绍一下应用最普遍的碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻的特点。（1）碳膜电阻器 碳膜电阻器的外形和内部结构如图1-3所示。图1-3 碳膜电阻器的外形和内部结构
这种电阻器是用结晶碳沉积在瓷棒或瓷管上制成的。改变碳膜的厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值，碳膜电阻的主要特点是稳定性高，噪声小，高频性能好，价格低，应用广泛。碳膜电阻是应用最多的一种电阻。（2）金属膜电阻器 常用的金属膜电阻器的外形和内部构造如图1-4所示。图1-4 金属膜电阻器的外形和内部结构
金属膜电阻器的电阻膜是通过真空蒸发等方法，使合金粉沉积在瓷基体上制成的。刻槽和改变金属膜厚度可以精确地控制阻值。金属膜电阻器的主要特点是耐热性能好，其额定工作温度为70℃，最高可达155℃。它与碳膜电阻器相比，体积小，噪声低，稳定性好。它的工作频率也较宽，但成本稍高，且脉冲负载稳定性差。通过合金粉成分的调节和成膜工艺的更换等方法，还可以制成精密、高阻、高频、高压、高温等各种类型的金属膜电阻器。金属膜电阻器适用于通信设备、电子仪器等电路中，在家用电器上也得到了较多的应用。（3）线绕电阻器 线绕电阻器是用电阻率较大的镍铬合金、锰铜等合金线在陶瓷骨架上缠绕而制成的。图1-5是几种线绕电阻器的外形和内部结构图。图1-5 线绕电阻器的外形和内部结构
线绕电阻器有很多特点，如耐高温（能在300℃的高温下稳定工作）、噪声小、阻值的精度高等。线绕电阻器的额定功率较大（4～300W），常用在电源电路中作限流电阻（如彩电电源中的水泥电阻）等，也可制成精密型电阻器，如万用表中作分流电阻用。一般的线绕电阻器由于结构上的原因，其分布电容、电感较大，不宜用在高频电路中。1.1.1.3 电阻器的主要参数（1）标称值 标称值是指按国家规定标准化的电阻值。不同类型电阻有不同的阻值范围。不同精度的电阻其标称阻值系列也不同。n
各电阻的标称值应是符合国家规定的数值之一再乘以10Ω，n为正整数。
标称系列中大部分值不是整数。这样规定是为了保证在同一系列中，相邻两个数中较小数的正偏差与较大数的负偏差彼此衔接或稍有重叠，这样可以使电子电路所需要的电阻全部包括在系列中。电阻标称阻值见表1-1。表1-1 电阻标称阻值系列
根据表1-1，可得到容差为±10％的电阻标称阻值系列，见表1-2。表1-2 ±10％的电阻标称阻值系列
使用表中的数值系列很方便，因为无论需要多大数值的电阻都能够得到。容差±10％时，标称值1Ω的下面是1.2Ω，接下去是1.5Ω。这样不间断地连续下去。以22Ω为例，22Ω的±10％的范围是19.8～24.2Ω。假如在设计上想用21Ω或23Ω的电阻，若是电路的精度允许±10％的误差，那么都可以使用22Ω的电阻。另外，当需要25Ω或26Ω时，可以使用27Ω的电阻。
容差±10％时，18Ω的±10％是16.2～19.8Ω，22Ω的±10％是19.8～24.2Ω，27Ω的±10％是24.3～29.7Ω。从这里不难看出18Ω的下面是22Ω，再下面就是27Ω。误差是±5％时，可在它们中间加入20和24，这样仍可利用误差范围，做到前后连续，毫不间断。因此，可以得到所需要的一切电阻值。如果电路需要较高的准确性，则应根据精度要求，使用误差±2％甚至±1％的电阻器。（2）额定功率 电阻的额定功率是指在标准大气压和一定环境温度下（20℃±5℃），自身允许承受的最大功率。在该功率限度以下，电阻器可以正常工作而不会改变其性能，也不会损坏。
电阻的功率决定了电阻能安全通过的电流大小，单位为瓦特（W）。例如，一个1kΩ、1/4W的电阻，能通过的最大电流为
式中，I为电阻上通过的最大电流；P为功率；R为电阻值。
常用电阻器的功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等。2W以上的电阻，在标注功率时一般直接印在电阻体上，2W以下的电阻，一般以自身体积大小来表示功率。在电路图上表示功率时，常采用如图1-6所示的符号。不难看出，额定功率值在1W以上时用罗马数字表示。图1-6 电阻功率表示法
如果电路中不标示功率，一般表示该电阻工作时消耗功率很小，可不必考虑，例如大部分业余电子制作中对电阻器功率都没有要求，这时可选用1/8W或1/4W电阻器。（3）容差 容差指电阻实际阻值与标称阻值的相对误差。容差表示了电阻值偏离标称值的范围，是衡量电阻精度的指标。实际的电阻值不等于标称值的主要原因是温度的变化。
一般电阻产品的容差为±5％、±10％和±20％，表示电阻值偏离标称值的百分数。例如，一只电阻阻值为1kΩ，容差为±10％，则该电阻的实际值为1kΩ±10％，即1kΩ+100Ω到1kΩ-100Ω之间，即1.1～0.9kΩ。电阻的精度等级见表1-3。表1-3 电阻精度等级
市场上常见的电阻多为Ⅰ级或Ⅱ级，对一般的应用场合已能满足使用的要求。在电子产品设计中要根据电路的不同要求选用不同精度的电阻。（4）温度系数 温度系数指电阻值随温度的变化率，金属膜、合成膜等电阻都具有较小的温度系数，碳膜电阻的温度系数较大。（5）非线性 加在电阻两端的电压与电阻中的电流之比不是常数时，称为非线性。
电阻的非线性用电压系数表示，即在规定电压范围内每改变1V时电阻值的平均相对变化量。一般金属型电阻的非线性很小，非金属型电阻有较大的非线性。（6）极限电压 电阻能够承受而不会造成损坏的最高电压称为电阻的极限电压。电阻两端电压加到一定值时，会发生电击穿现象，使电阻损坏。极限电压受电阻的材料、尺寸及结构的限制。1.1.2 电阻器的识别1.1.2.1 电阻器的型号命名
国内电阻器的型号一般由四部分组成（不适合敏感电阻器的命名），如图1-7所示。第一部分用字母表示元件的主称；第二部分用字母表示电阻体的制作材料；第三部分用数字或标识字母表示元件的类型；第四部分用数字表示序号，用不同序号来区分产品中的不同参数，如元件的外形尺寸和性能指标等。图1-7 电阻器的型号表示法
图1-7中各部分有其确切的含义，见表1-4。表1-4 电阻器字母代号及其含义
举例：RJ75表示精密金属膜电阻器；RT10表示普通碳膜电阻器。1.1.2.2 电阻器的标注
由于电阻器的体积很小，一般只在其表面标明阻值、精度、材料、功率等几项。对于1/8～1/2W之间的小功率电阻器，通常只标注阻值和精度，而材料及功率则由外形尺寸和颜色来判断。参数标注的方法有文字直接标注和色环标注两种。（1）文字直接标注 文字直接标注法就是直接印出阻值，如1.5kΩ的电阻器上印有“1.5k”或“lk5”字样。另外，通过电阻上所标的字母可以判断制成电阻的原料，见表1-5。表1-5 电阻字母与材料的对应关系
对于普通碳膜和金属膜的电阻，可通过外表颜色判定。国产碳膜电阻通常涂绿色或棕色，金属膜电阻涂红色。（2）色环标注 小功率电阻（特别是0.5W以下的碳膜和金属膜电阻）多用表面色环表示标称阻值，每一种颜色代表一个数字，这在工程上叫做色码。
电阻阻值的色环表示有三色环、四色环和五色环三种，其含义如图1-8所示。对于四色环电阻，用3个色环来表示阻值（前两环代表有效值，第三环代表乘上的倍率），用1个色环表示误差。五色环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用4个色环表示阻值，另一个色环表示误差。图1-8 三色环、四色环和五色环电阻标注的含义
表1-6是四色环电阻的颜色-数值对照表。表1-7是五色环电阻的颜色-数值对照表。表1-6 四色环电阻颜色-数值对照表表1-7 五色环电阻颜色-数值对照表
图1-9给出的是27kΩ和1.75Ω两个色环电阻。图1-9 四色环和五色环电阻表示法1.1.3 固定电阻器的检测与应用1.1.3.1 固定电阻器的检测
固定电阻器常见故障有开路、短路和变值。检测固定电阻器使用万用表的欧姆挡。
在检测时，先识读出电阻器上的标称阻值，将万用表置于电阻挡的适当量程（例如，50Ω以下的电阻器，应使用R×1Ω挡；50Ω～1kΩ的电阻器，应使用R×10Ω挡和R×100Ω挡；1～100kΩ的电阻器，应使用R×100Ω挡和R×1kΩ挡；大于100kΩ的电阻器，应使用R×10kΩ挡）。先进行欧姆校零，再将两表笔分别接在电阻器的两个引脚上，然后读出电阻值。测量时为了减小测量误差，应尽量让万用表表针指在欧姆刻度线中央，若表针在刻度线上过于偏左或偏右，应切换更大或更小的挡位重新测量。
下面以测量一只标称阻值为2kΩ的色环电阻器为例来说明电阻器的检测方法，具体步骤如下所述。
第一步：将万用表的挡位开关拨至R×100Ω挡。
第二步：进行欧姆校零。将红、黑表笔短路，观察表针是否指在“Ω”刻度线的“0”刻度处，若未指在该处，应调节欧姆校零旋钮，让表针准确指在“0”刻度处。
第三步：将红、黑表笔分别接电阻器的两个引脚，再观察表针指在“Ω”刻度线的位置，然后乘以倍率读出实测电阻值。
若万用表测量出来的阻值与电阻器的标称阻值相同，说明该电阻器正常（若测量出来的阻值与电阻器的标称阻值有些偏差，但在误差允许范围内，电阻器也算正常）；若测量出来的阻值为∞（即无穷大），说明电阻器开路；若测量出来的阻值为0Ω，说明电阻器短路；若测量出来的阻值大于或小于电阻器的标称阻值，并超出误差范围，说明电阻器变值。1.1.3.2 固定电阻器的功能
固定电阻器在电子电路中的主要功能有降压、限流、分流和分压，如图1-10所示。图1-10 固定电阻器的功能说明图（1）降压、限流 在图1-10（a）所示电路中，电阻器R与灯泡1串联在一起，如果用导线直接代替R，加到灯泡两端的电压有6V，1流过灯泡的电流很大，灯泡将会很亮；串联电阻器R后，由于R上11有2V电压，灯泡两端的电压就被降低到4V，同时由于R对电流有阻1碍作用，流过灯泡的电流也就减小。电阻器R在这里就起着降压、1限流功能。（2）分流 在图1-10（b）所示电路中，电阻器R与灯泡并联在2一起，流过R的电流除了一部分流过灯泡外，还有一部分经R流回12到电源，这样流过灯泡的电流减小，灯泡变暗。R在这里起着分流2功能。（3）分压 在图1-10（c）所示电路中，电阻器R、R和R串联123在一起，从电源正极出发，每经过一只电阻器，电压会降低一次，电压降低多少取决于电阻器阻值的大小。阻值越大，电压降低越多。如图中所示的R、R和R可将6V的电源电压分出5V和2V的电压。1231.1.3.3 固定电阻器的选用
电子元器件的选用是学习电子技术的一个重要内容。在选用元器件时，不同技术层次的人考虑的问题不同：从事电子产品研发的人员需要考虑元器件的很多参数，这样才能保证生产出来的电子产品性能好，并且不易出现问题；而对大多数从事维修、制作和简单设计工作的电子爱好者来说，只要考虑元器件的一些重要参数就可以解决实际问题。本书中介绍的各种元器件的选用方法主要是针对广大初、中级层次的电子技术人员。（1）选用举例 在选用电阻器时，主要考虑电阻器的阻值、误差、额定功率和极限电压。如图1-11所示的电路中，要求通过电阻器R的电流I=0.01A，请选择合适的电阻器来满足电路实际要求。图1-11 电阻器选用例图
电阻器的选用过程如下所述。
①确定阻值。用欧姆定律可求出电阻器的阻值R=U/I=220/0.01=22000Ω=22kΩ。
②确定误差。对于电路来说，误差越小越好，这里选择电阻器误差为±5％。若难以找到误差为±5％的电阻器，也可选择误差为±10％的。
③确定功率。根据功率计算公式可求出电阻器的功率大小为2P=IR=2.2W。为了让电阻器能长时间使用，选择的电阻器功率应在实际功率的两倍以上，这里选择电阻器功率为5W。
④确定被选电阻器的极限电压是否满足电路需要。当电阻器用在高电压、小电流的电路时，可能功率满足要求，但电阻器的极限电压小于电路加到它两端的电压，电阻器会被击穿。电阻器的极限电压可用来求，这里的电阻器极限电压，该值大于其两端所加的220V电压，故可正常使用。当电阻器的极限电压不够时，为了保证电阻器在电路中不被击穿，可根据情况选择阻值更大或功率更大的电阻器。
综上所述，为了让图1-11所示电路中的电阻器R能正常工作并满足要求，应选择阻值为22kΩ、误差为±5％、额定功率为5W的电阻器。（2）选用技巧 在实际工作中，经常会遇到所选择的电阻器无法与要求一致的情况，这时可按下面的方法解决。
①对于要求不高的电路，在选择电阻器时，其阻值和功率应与要求值尽量接近，并且额定功率只能大于要求值，若小于要求值，电阻器容易被烧坏。
②若无法找到某个阻值的电阻器，可采用多只电阻器并联或串联的方式来解决。
③若某只电阻器功率不够，可采用多只大阻值的小功率电阻器并联，或采用多只小阻值的小功率电阻器串联。在图1-11所示电路中，可用两只44kΩ的电阻器并联来充当22kΩ的电阻器。由于这两只电阻器阻值相同，并联在电路中消耗功率也相同，单只电阻器在电路中承22受的功率P=U/R=220/44000=1.1W，考虑两倍的余量，功率可选择2.5W。也就是说，将两只44kΩ、2.5W的电阻器并联，可替代一只22kΩ、5W的电阻器。
如果采用两只11kΩ电阻器串联代替图1-11中所示的电阻器，则22单只电阻器在电路中承受的功率P=（U/2）/R=110/11000=1.1W，考虑两倍的余量，功率选择2.5W。也就是说，将两只11kΩ、2.5W的电阻器串联，同样可替代一只22kΩ、5W的电阻器。1.1.4 固定电阻器的识别检测实例
下面以三个固定电阻器举例说明固定电阻器的识别和检测。
图1-12是水泥电阻器，采用的是文字直接标注法“5W100RJ”，这是一个标称值为100Ω，额定功率为5W的电阻器。利用数字万用表测量其阻值，如图1-13所示，得到100.9Ω，误差小于1％，所以这个电阻是完好的。图1-12 水泥电阻器（100Ω，5W）图1-13 水泥电阻器的检测
图1-14是利用五色环标注的精密电阻器，五色环的颜色分别是“灰、红、黑、橙、棕”（彩图见文前）。首先应该判别出哪个为第一色环。若以灰色作为第一色环，读出的数据是820kΩ±1％；若以棕色作为第一色环，读出的数据是13kΩ，但第五色环灰色并不能表示偏差值。所以，该精密电阻应以灰色作为第一色环来识别。利用数字万用表测量其阻值，如图1-15所示，得到821kΩ，误差小于1％，所以这个电阻是完好的。图1-14 精密电阻器（820kΩ±1％）图1-15 820kΩ精密电阻器的检测
图1-16也是利用五色环标注的精密电阻器，五色环的颜色分别是“棕、银、黑、蓝、绿”（彩图见文前）。图1-16 精密电阻器选用例图
首先应该判别出哪个为第一色环。若以棕色作为第一色环，则由于第二色环银色并不表示任何有效值，因此不合理，所以绿色应为第一色环，读出的数据是5.6Ω±1％。利用数字万用表测量其阻值，如图1-17所示，得到5.6Ω，误差小于1％，所以这只电阻是完好的。图1-17 5.6Ω精密电阻器的检测1.2 电位器1.2.1 认识电位器1.2.1.1 电位器的结构和工作原理
电位器是一种阻值可按某种变化规律调节的电阻器，是可变电阻器的一种，通常由电阻体与转动或滑动系统组成，其可动臂（动接点）的接触刷在电阻体上运动，可获得与电位器外加输入电压和可动臂转角（滑动距离）成一定关系的输出电压，从而使它的输出电位发生改变，所以称为电位器，其主要作用是调节电压（包括直流电压与信号电压等）和电流。电位器的实物外形和图形符号如图1-18所示。图1-18 电位器的外形及图形符号
电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，改变动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变电压与电流的大小。电位器的结构如图1-19所示。图1-19 电位器的结构示意图
从图1-19所示结构图中可看出，电位器有A、C、B三个引出极。在A、B极之间连接着一段电阻体，该电阻体的阻值用R表示，对于AB一只电位器，R的值是固定不变的，该值为电位器的标称阻值；CAB极连接一个导体滑动片，该滑动片与电阻体接触，A极与C极之间电阻体的阻值用R表示，C极与B极之间电阻体的阻值用R表示，ACCBR+R=R。ACCBAB
当转轴逆时针旋转时，滑动片往B极滑动，R减小，R增CBAC大；当转轴顺时针旋转时，滑动片往A极滑动，R增大，R减CBAC小，当滑动片移到A极时，R=0Ω，而R=R。ACCBAB1.2.1.2 电位器的分类
电位器按照电阻体材料、用途、阻值变化规律、结构特点、调节方式等分成多个种类，如表1-8所示。表1-8 常见电位器分类
电位器的种类繁多，分类方法也有很多种，按电刷接触类型可分为接触式电位器和非接触式电位器等；按结构特点可分为单联电位器、带开关电位器、锁紧式电位器、抽头式电位器、多联电位器等；按调节方式可分为直滑式电位器和旋转式电位器两种；按材料种类可分为合金型、合成型、薄膜型、光电型和磁敏型五类电位器；按阻值变化规律可分为线性电位器和非线性电位器两种；按用途可分为精密电位器、普通电位器、功率电位器、微调电位器、高频电位器、高压电位器、耐热电位器、快速电位器等。下面仅将根据不同制造材料来分类的几种常用电位器进行简要介绍。（1）线绕电位器 线绕电位器的电阻体是由绕在绝缘骨架上的电阻丝组成的，如图1-20所示。其主要优点是接触电阻小、噪声小、功率大、精度高、耐热性强、稳定性好、温度系数小。缺点是分辨率低，阻值偏低，高阻时电阻线很细，易断；绕组具有分布电容和分布电感，不宜用于高频。其适用于高温、大功率以及精密调节电路，精
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]