家电技术讲义第一章.doc

家电技术讲义 2005/12006/72009/102011/9郭光真 第一章 诸论一、课程由来关于本课程，1990S曾开过几年。初名：家用电子学。后改家用电工电子技术，又改家电技术。意为家用的电工电子技术或家用电器的技术。家用电器技术离不开电工电子技术。主要对象是缺乏电学知识的文科类学生，把电工电子知识和日常生活用电、家用电器结合起来。似未有其他同名课程。原主要针对文科生，缺电学知识，高考不考，电学知识停留在初中，忘记了。电学知识与家电知识结合。有人曾以为是学“家电维修”，这是高职院校有关专业的必修课，职业技能培训有这个工种，有一度很热门（厦大物理系也曾办培训班，发证）。而我们是选修课，不是这个目的，也没这个条件。二、关于家用电器家用电器未见明确定义。能不能说是“使用电的家用器具？”最早是什么？看看历史。电灯：1879年。爱迪生，白炽灯，首先作为路灯，后入家庭。电话：1876年。贝尔。电报：1844。莫尔斯，未入家庭。电视机：1924。贝尔德。 收音机：1920S，国内，30年前，主要“家电”仅是照明，相当多农村无电。1970S末起步1980S 发展，1990S普及，21C多样化高档化。与国外发达国家水平差距缩小。现在差不多同步了。家用电器的范围。边界似乎模糊，家电商店与电有关的都卖，照明、电热、电炊具、空调、洗衣机、冰箱、电视、音响、手机、个人电脑、数码相机。还有不能拿到台面上来的暗中销售的所谓“家用电器”，如窃听、作弊工具、欺诈工具甚至涉嫌违法犯罪。家用电子产品：视频产品、音响产品等。有一本高校教材家用电器与维修技术（似可简称“家电技术”），但其中不含最重要的家电电视机，为什么？广义的“家用电器”：含家用电器产品和家用电子产品。简称“家电”。狭义的“家用电器”：按国家职业技能鉴定（分五级初、中、高级、技师、高级技师）的规定，家电行业维修工分家用电子产品维修工和家用电器产品维修工。家用电器产品：照明、电热、电炊具、空调、洗衣机、冰箱等。家用电子产品：视频产品、音响产品等。另一种说法：黑色家电：电视、音响、VCD、DVD、录像、收音机等。家用电子产品。白色家电(白电)：冰箱、空调、洗衣机等。家用电器产品。还有一个“小家电”的说法，电磁炉、微波炉、电饭锅、家用医疗器械、调光台灯，汽车电器。个人电脑、电话、手机、数码照相机、传真机等本来不在家电范围内，属于信息产业。另有专业维修人员。但更广义的“家电”也包括这些，家电维修杂志有这方面内容，大家电商店也卖手机、数码照相机，但未卖个人电脑。范围日益扩大中。汽车电器兴起。新说法：生活电器。不但讲家用电器知识，还有相关媒体报道、家电动向、热点、最新进展、维修纠纷、家电事故、节约用电、安全用电、家电传闻、奇闻、不实报道、误区、欺诈、陷阱，点评与个人看法。三、关于家电维修行业媒体上有关家电的报道不少，有真有假。家电维修行业。，专业队，厂家专业维修队伍。专修自家产品，实力强，水平高，资料配件较齐全。但也有“吃里扒外”的，干私活的，打发票就贵，不打发票就便宜。有的公司有电话跟踪随访。较单一，别的机不一定会修。游击队，街头巷尾的个体维修小店。杂七杂八什么都修，水平大都不高，讨碗饭吃而已。好处是见多识广。业余队，业余电子爱好者，教师、工程师、大学生，如厦大学生社团“电子维修学社”。个人行为。个人兴趣爱好，增长知识，不在盈利赚钱。“山寨”队维修，网上冒充正规的维修店，引入上钩，维修质量常有问题，纠纷多，乱收费，质次价高，已涉嫌欺诈。维修路子 “学院派”。从原理出发，追根究底，专业书杂志，分析透彻。如电视机维修的书籍汗牛充栋，但如果缺乏实践，纸上谈兵，“对号入座”往往找不着，修不好。“经验派”。修好即可，不怎么追求原因，个体户，“游击队”，理论不高。实用为主，混饭吃。“模糊维修”。二者结合较好。举一反三，融会贯通。善于总结。1） 尽量找资料、图纸，不盲目下手，扩大故障，越修越糟。2） 无图纸，较简单的，从现象出发，必要时画出草图。3） 观察现象，问、望、闻问 问故障前后情况，变化望 看、观察，有无烧焦痕迹，开路、虚焊，（有时看不出）闻 烧焦气味。4） 记录维修经过，现象，原理探讨，处理结果，做资料备查。复杂电器，数码电视，液晶、等离子，背投，业余者越来越难，专业化，电视机保修35年，业余队、游击队差不多要下课，游击队消亡，让位正规军。悲观论认为个体维修、业余维修会消失，有一定道理。但小家电，冰箱、空调、洗衣机等还有修的余地，原理结构相对稳定。学生的维修可以从小家电学起。小家电种类繁多，层出不穷，电路相对简单。“一手机”，自然损坏的机子。可能容易修，一举手之劳，也可能不好修。“二手机”，经第一手修过的，未修好，故障可能扩大，维修难度增大。第一个人有意无意制造了新故障，即人为故障。没修好，恢复故障原状，便于第二个人接下去修。不恢复原状，甚至接错线路，焊错元件（如晶体管NPN换成PNP，集电极换成发射极，二极管正负极对调，电解电容正负极对调）。我修不好，你也没那么容易得手。水平问题，还有道德问题。民间有不成文规矩：二手机维修费要提高一些，是有合理的。“N手机”，经多人之手，难上加难。有时电路板都焊烂了，面目全非。家电维修业被投诉爆光不少见。媒体大多是负面报道。黑箱操作，乱收费，漫天要价，以次充好，偷换元件，虚报故障点，扩大维修范围，多收元器件费。不同店开价相差悬殊。低开机费，抬高零配件价格。特别是新型家电，如液晶、等离子、数码相机。利润高。全面看问题，其实维修人员也有苦衷，很多人说钱不好赚。讨价还价，压价，“电视机那么便宜，维修这么贵！不如买个新的。”“不就是焊一下嘛，一个电阻值几个钱？”“没换什么零件，算什么修嘛”。（如孙中山讲的“知难行易”故事，知识不值钱）。不懂装懂，你还没检查，他就下结论“一定是哪个电阻电容坏了”，说等于没说。知道电阻电容不值钱，维修费高不了。换元件才叫修，换大元件是大修，换小元件为小修，不换元件等于没修？其实，不换元件的修理最难。元件都是好的，为什么会有故障？也有相反的，首先就想到“是不是显像管烧了？”一下子直奔最大最贵的。两个极端。另一方面，问题有被夸大的可能，媒体总爱耸人听闻，出奇制胜。有个有关家电维修的故事。有一记者三次将无故障电视机的保险管换成熔断的，伪造故障，叫三名维修工来“修”。结果维修费一次比一次高，42、66、120元。于是他写文章揭露维修行业“黑幕”，其实此人不能算“消费者”，此电视机非自然损坏，乃人为破坏。不能按常规处理的。类似例子，记者用茶水冒充尿拿到医院去，化验出“病”来。得意洋洋，大做文章。殊不知，化验仪器是对尿有效，不是化验茶水或其他饮料的，拿茶冒充尿，除非别有用心，装病伪造病历。06/1/1出台家用电器维修服务明码标价规定。开机费，修理费，不同等级的店标准不同。有一个社团电子维修学社，维修机会不多，主要是小电器，台灯、电吹风、随身听（高档的也很难）。培养兴趣，学一点电工电子知识，常见家电基本知识，有机会动动手，理论联系实际，光说不练，不解决问题。有无基础？中学物理学过多少电的内容？理科多些，文科是否停止于初中？中学搞过课外活动？电子制作，机器人大赛，电子测向？家电兴起，有关的新闻报道，轰动一时，或真或假，半真半假，还真不少。有关日常用电、安全用电、节约用电、家用电器的一些媒体报道、传闻、误区和陷阱。举几个例子，谈点个人看法，以后结合具体家电还会再讲。四、家电与健康家电日益普及，一些可能的负面影响出现了。人们对健康越来越重视，越来越关注家电对健康的影响。一个大问题：电磁辐射、电磁波、电磁场有害健康吗？典型说法有：“打手机会致癌吗？”。医生、记者、防辐射产品生产商说“会”，国际专业研究机构说没有确凿的证据表明“打手机会致癌”。是相信个案个例，还是相信大规模对照研究的结果？科学实验、科学调查要严格按“随机、双盲”原则，个人体验，个人感受没有一点说服力。举例说明是不严格的，数学上有“不完全归纳法”，论证上有缺陷，证据不充分，不能下可靠的结论。举例。吸烟、喝酒（过量）有害健康已是定论和共识。有几句顺口溜：不抽烟不喝酒活到63，喝酒不抽烟活到78，抽烟不喝酒活到83，抽烟又喝酒活到93，吃喝嫖赌饮五毒俱全，活到103！说的是现代史上的五位名人。能不能以此得出结论抽烟喝酒乃至吸毒无害健康，甚至可以长寿？当然不能！有人根据统计数据提出“贪官大多短命“的论点。有人来质疑说未必，论据1是两个现代大贪官（印尼菲律宾前总统）活到七八十岁，不短命；2是古代清官包公65岁短命。1的样本太小，远小于前者的统计数据；2偷换论题。论点是“贪官短命”，而非“清官长命”，“逆命题”未必成立。古代人均寿命才三四十岁，65岁算“长寿”了。你会相信哪一方？“小灵通”广告说“远离头晕、失眠、神经衰落，请用小灵通。”“小哥大”是“绿色”的，那“大哥大”？ “高压线电磁辐射、电磁场对健康是否有害”？上海一起居民状高电力公司高压线施工案件，原告败诉。云南大理，一村庄村民阻止高压线施工，发生冲突，导致停工数月。厦门一村庄将15起非正常死亡事件原因指向当地的高压线路。17年的争议得出阶段性的结论 17年的争议、500多项结论各异的研究,最后由美国国家研究理事会的一个专家委员会花费两年时间得出一个结果:迄今为止的所有研究都(没有以任何令人信服的方法)证实高压输电线路形成的电磁场能影响人体健康。在上海，有人反对磁悬浮列车。声称磁浮列车驶过,电磁辐射有害沿线居民健康。上海市环保局局长针对媒体广泛关心的正处于论证阶段的沪杭磁悬浮项目指出，从环保的角度来说，距磁浮线路轨道3米处的电磁辐射残留非常少，5米以外基本就没有影响了。但是有人说，“检测不出电磁辐射不等于没有影响”。“宁可信其有，不可信其无”， “宁可信其大，不可信其小”，这是实事求是、客观科学的态度吗？80年代初，有一种“视保屏”，有机玻璃做的，置于电视机屏幕前，说是防电视机的“X线辐射”。事实上，电视机前几厘米处的X线强度已接近于零了！网上流传的“手机辐射煮鸡蛋”和“手机辐射爆玉米花”的视频。已有实验证明前者是假新闻，造假，重复实验，65分钟做不出。理论分析也绝不可能。后者是魔术，秘密在桌面下藏着的微波炉磁控管。不寻常的说法，需要不寻常的证据。从能量角度分析可能性。一个手机的电池提供的能量，能煮熟一个鸡蛋吗？微波炉电磁炉的功率都在1000W以上。手机功率多大？煮熟一个鸡蛋要多少热量？50克重，20度加热到70度，比热近似于水1卡/OC克，吸热=50X（70-50）=2500卡=10450焦耳。手机最大功率达2W，两个4W，这仅是瞬间功率，不可能一直处于最大功率。平均功率为多少？有一个数据：北京二环路上实测，GSM手机平均发射功率为773mW，只有1/8时间发射，平均功率=773/8100mW=0.1W。2个手机65分钟发射的能量：2X0.1X65X60=780J10450J，况且手机辐射的能量不可能完全被鸡蛋吸收，否则就不能通话了，还有效率问题。逻辑推理。大前提：电磁波有害健康，小前提：手机辐射电磁波，结论：手机辐射有害健康。这样的推理正确吗？证据充分吗？ 五、家电与人身安全比较突出的，与手机有关的有：1、“雷雨天打手机会引雷击”。有的记者、医生、大学教授说“会”。但防雷技术研究人员说“不会”。应该相信谁？手机发射的无线电波是“导电体”吗？无线电波会使空气电离引发雷击吗？不会。理论上讲不通。报道标题：“两青年树下避雨打手机引来雷击一死一重伤” 报道说，随州上空电闪雷鸣。两名青年在两棵大树下避雨，其中一人正在打手机，突然一声巨雷响起，两名青年应声倒地。打手机的男青年当场死亡，另一人被紧急送往医院救治。省防雷中心专家分析，由于此次雷击事故发生地点较空旷，街边大树成为附近的突出物，易遭雷击，雷击中大树后产生的旁络侧击击中两人，导致惨剧发生。请注意，专家分析原因并没有说是打手机引起的。记者自己妄下结论！北京居庸关长城部分游客遭雷击事件：专家们发现只有8号敌楼的游客被雷击，而高于8号敌楼与低于8号敌楼区域的游客均未遭受雷击，并且事发时只有8号敌楼的游客曾经使用过手机。经过现场的考察分析后，专家们一致认为，游客遭雷击的确是由于在雷雨天气使用手机引发感应雷所导致的。专家提醒：手机电磁波是雷电很好的导体，能在很大的范围内收集引导雷电，容易造成雷击事故（？） “A发生后B发生（或A、B同时发生），所以A是B的原因”，对吗？同时发生的事件是否一定相关？相关是否一定有因果关系？不一定，需要严格论证才能确认。也许是偶然巧合。现在手机很普遍，时时刻刻都有很多人在打手机，雷击时正好在打手机，一点也不奇怪。从时间上看，雷击已经发生，他在打手机，能推出确凿的因果关系吗？证据很不充分。有一报道标题：又一男子树下打手机遭雷击身亡 目击者说当时打雷闪电，雷声非常大，一男子正在树下打手机，突然听到一声巨响，死者就倒地了。报道引用广东防雷专管部门专家的黄主任的话说，国际上已有定论，雷雨下打手机与被雷击没有直接联系，“像这个案例，主要原因还是在空旷地方的大树下避雨。只要在大树下，他被雷击中的几率就很高，即使他当时不是在打手机而是在干别的，也很容易被雷击中。”防雷专家的已否认了打手机引雷，记者仍用此自相矛盾的标题，完全是误导读者，耸人听闻。中国最大的防雷公司之一，四川中光曾经做过实验，用几十部手机，有的关机、有的处于发射状态，都放在高压的雷云板下，做了上百次的试验，结论是不能证明打手机能引雷。该试验情况登在防雷杂志上。空军航空气象研究所防雷中心专家江明礼指出“手机引雷”是一个“国际笑话”。“手机引雷”说造成人们对雷雨天打手机的恐慌， 2006年有一对武汉父女在广州游玩时被雷电击中，因为怕手机引雷，竟没有人打120求助，女孩抢救无效去世。2、“加油站禁止打手机”。网上绝大多数消息都说加油站打手机可能引发爆炸事故，但没有说出根据。国外有人在很苛刻的条件下做模拟实验却不会引起爆炸。汽车启动瞬间时所产生的火花比手机产生的火花要大得多，但有人却说“加油站毕竟是为汽车服务的，让大家都把汽车推进加油站是不现实的。” 汽车的火花都不怕，何况手机产生的火花？流言终结者是一个美国的科普电视节目，他们利用自身的专业和技巧，针对各种广为流传的谣言进行实验。有肯定也有否定的。“加油站打手机引起爆炸”得出否定结论。两名“流言终结者”在温度、湿度都可以控制的实验室里模拟加油站的环境，并在模拟环境中注入了足以引发爆炸的高浓度汽化 汽油。紧接着将一部手机放入了这个模拟环境中，并进行了长时间的拨打。15分钟后，这部手机被打得发热，但爆炸的情况却依旧没有出现。这期 节目还对所谓的“打手机引爆加油站”的说法进行了分析，他们认为，是汽车驾驶员在进出汽车时，衣物发生摩擦产生静电，最终才导致汽油燃烧的。节目指出，美 国自上个世纪90年代以来，发生的150多起加油站燃烧事故中，5成以上是驾驶员在加油途中回到车上产生静电引发的。据德国权威部门的实验证明，在加油站使用手机不会造成什么危险。山东无线电杂志中的文章中介绍了3次试验，第一次在一个汽油浓度很高的封闭车厢内，放入多部手机，在外边同时向里打电话，车厢内没有任何发应；第二次，放入一台工作的CD唱机，也没有任何反应；第三次，由实验人员穿上化纤服装用力磨擦产生电火花，再用导线通入车厢内，结果引起了剧烈爆炸。文章指出“由此可见，在加油站使用手机是不会引起油罐爆炸的。而且加油站都是露天的，所散发到空气中的汽油浓度较低，远没有试验用封闭车厢内的浓度高，因此人们可以放心地在加油站使用手机。” 网上有一段视频：打手机引燃汽油。又一段视频的重复实验，一个手机增加到2个，互打，没点燃汽油；再增加，最后4对手机共8个互打，还是没烧！原视频显然是造假，假新闻。继续实验。在一花瓶里倒入汽油，放入一个手机，瓶口封闭。往里打手机，没事。其实是重复到德国的实验。接下来采访专家。专家还是说“加油站打手机会引起静电火花，当空气中油气密度达1.3%时，静电火花与油气结合会发生火灾”。最后主持人下结论说“加油站千万不要打手机。”实验结果与专家说法、结论自相矛盾。为什么？静电是摩擦引起的。摩擦起电，达到很高电压，产生火花。油罐车拖一条铁链在地释放静电。打手机会引起静电吗？不会。产生静电的机会很多，特别是冬天，比如脱化纤衣服、脱毛衣噼啪作响，即静电火花放电。是不是也要禁止？也有人解释说，手机电池3.7V，而1.5V电压就足以产生火花。汽车电池电压12V，远高于1.5V，容量远大于手机电池，启动汽车时电流极大，为什么不禁止加油站内发动汽车，而靠人力推进推出？看来不只是技术问题，还是心理问题、社会问题，专家只能从众，作一些似是而非，苍白无力的“解释”。流言终结者有一试验，密闭的有机玻璃箱子内充天然气（甲烷）与空气混合（10%，爆炸点），手枪口朝里射击，击发瞬间的火花并不引爆混合气，试大口径手枪，亦如此；改用氢气，引爆。液化石油气是由C3、C4等为主的低分子烃类混合物。瓦斯浓度为8.5%（最易爆炸的浓度）最小引燃能量0203mJ。网上文章差不多千篇一律地说：手机会产生“射频火花”，只要射频火花持续一微秒以上，能量大于6毫瓦，就可能引燃甲烷与空气的混合气体。错误1：6毫瓦是功率，而非能量，能量单位为焦耳（J）=瓦特秒（W*S）。错误2：这里所谓射频火花的能量=6毫瓦X1微秒=6X10-6mJ远小于0203mJ。“打手机引燃汽油”有一个漏洞。如果操作手机按键产生的火花引燃汽油，那应该是手机内部先着火燃烧（假设油气已钻入手机内，事实上这也很难）。后面实验瓶中手机处于接收，未试验按键打手机的情况。不怕一万，只怕万一。没有100%绝对的安全，概率再小，也有“可能”，保了万一，还有十万一，百万一，亿一，十亿一，趋近于0而永远不等于0，成数字游戏了！3、飞机上禁止打手机或使用数码相机、游戏机或MP3、4播放机和手提电脑等。1992年美国联邦航空管理局（FAA）曾要求独立的工业标准组织RTCA（航空无线电技术委员会），针对飞机上使用手机相关电子产品的安全性问题进行研究调查，最后RTCA认为这些电子产品并不会造成飞安危险，但可能干扰地空通讯。因此RTCA提出预防措施的建议：在飞机起飞和着陆阶段，禁止乘客使用这些设备。“流言终结者”也对“手机会导致飞机失事吗？”这一问题进行一些实地测试，最后得到“流言破解”，但专家在节目中呼吁，为了安全及防范未然，仍然应该禁止乘客使用手机。 它们所放射的传输电磁波段是受美国联邦通讯委员会（FCC）规范的，因此一般民间通讯装置是不会干涉预留给飞机通信或GPS导航系统的电磁波段。况且飞机上的电子装备之间都会做好屏蔽措施，仪器间或手机等一般通讯设备之间应该很难有互相干扰。六、家电与环保“废电池污染环境”网上充斥着 一粒钮扣电池可污染60万升水，等于一个人一生的饮水量；一节一号干电池可使一平方米的耕地永久性的失去使用价值。不知出处何在。多系人云亦云。前一句从数量级上就觉得不可思议。后一句还不至于太离谱，但也缺乏证据。越是非常的说法越要有非常的证据。网上只找到一条反驳意见：有人计算过，纽扣电池中锌粉的含量平均不足200mg，其中汞的含量约占610（目前含量更低，要求在1以下），以汞的含量为10、既每粒纽扣电池中汞的含量为20mg计算，即使其中的汞元素全部溶于水，60万升水中汞的增加量也只不过为3.310-5mg/L，低于地表水环境质量标准（GB3838-2002）类水域关于总汞含量510-5mg/L 的标准。2010年3.13的“商报”上文章谈到“电动汽车的电池污染”，仍不忘提：一粒钮扣电池可污染60万升水，传闻威力之大，难以想象。关于汞污染，日光灯节能灯管中有微量汞，又有惊人说法：一支节能灯的汞（5mg）污染1800吨水！比纽扣电池更可怕。宣传污染危害，宣传环保无可厚非，但要持科学理性的态度，实事求是，可靠的数据说话，有多少说多少，有多大危害就说多大，不缩小不夸大。但媒体舆论总有扩大的倾向，“语不惊人死不休”。人性亦有夸大。废电池要不要集中回收？前几年一直有人在推动回收，还搞过以旧换新活动。近来较为沉寂了。理论上废电池可以回收利用，但实际上有困难。国家环保总局的废电池污染防治技术政策规定，在目前条件下，干电池只要符合国家环保指标，均不鼓励集中回收处理。现在干电池已无汞化，含量0.0001%以下。碳性电池、碱性电池要求2002年达到低汞0.025%，2006年达到无汞低于0.0001%（百万分之一！）。厦门三圈电池1998年已无汞化。 “电子垃圾”处理 进口电子垃圾，加工、回收、处理。小作坊严重污染环境，危害健康。正规企业吃不饱。报废电路板拆下的元器件，称为“拆机件”，是家电维修元器件的来源之一，有时买不到新品（新品无货，或停产），就用“拆机件”，也可能比新品元器件更可靠，因为是“原装进口”的。电子实验也曾买过拆机的集成电路。一次性筷子是“环保主义者”声讨的对象，说不使用一次性筷子就是保护森林。行业人士不满。不是用大树做的，更不是原始森林的树木做的，而是速生树种白桦、杨树和竹子做的，木材边角料，年产450亿双，耗材130万m3，只占资源消耗总量的0.51%。资源的综合利用，与保护森林并不矛盾。合理利用，造纸用林（瑞典）。说日本自己的森林不用，专用中国的木材做一次性筷子。新年前夕“声讨”贺卡，说消耗森林资源，其实是再生纸做的。每天报纸大量广告，厚厚的“时尚杂志”。消耗大量的纸。七、不实信息与欺诈作弊犯罪工具 “简易卫星电视接收器”。30元一个盒子，可接收卫星电视，有演示。据说是附近暗藏一个转发器。“节电器”。 网上信息极多，曾见在一地摊上播放录像，一台湾口音的人在解释“节电器”原理，还有测试数据，说节电2030%。先从能量守恒来说，同一电器，相同使用条件，输出能量不变，输入能量会变小吗？有的广告更干脆，说节电器“可使电表反转、慢转、不转，节电90%以上”，节电还是偷电？怎样才算“节能家电”？消费者的目的是节省电费。最好是“省电又省钱