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文档简介
1、工程训练(电子技术与工艺B)教 案教学要点:电子技术与工艺训练是一门以实际操作为主要内容的实践教学环节,以小型电子产品的装配、焊接、调试为教学载体,主要培养学生的工程实践能力。教学难点: 在训练中要调动学生有意识的自我训练的积极性,充分掌握电子技术与工艺方面的基本技能。为后续课程的应用打下一个良好的基础。教学重点: 手工焊接技术、常用电子元器件的认识、电子小产品的装配前言 当前,电子技术的发展日新月异,其应用已经渗透到了社会的各个领域。为适应时代发展的要求,提高学生在校期间的工程实践能力和分析问题、解决问题的综合能力,我们在工程训练中开设了电子技术与工艺的实践性训练。 电子技术与工艺训练是一门
2、以实际操作为主要内容的实践教学环节,以小型电子产品的装配、焊接、调试为教学载体,主要培养学生的工程实践能力。 第一讲焊接技术与电装工艺 电子整机装配中各元件之间要进行连接,电子整机中的连接是指将组成整机的各个元器件,通过导线、印刷电路板、接线架等使用连接的方法牢固的结合在一起。一部电子整机连接点少则几百,多则几千、上万个焊点,其中只要有一个焊点有问题,都会影响电子整机的可靠性,甚至使整机不能工作。因此,连接是电子整机装配中的重要工序。 连接有几种方式:压力方式、热方式等。热方式最常用的是锡焊,通常用烙铁熔化焊锡完成连接,又称焊接。 焊接是电子工程制作中最常见,最基本的操作。焊接技术是电子工程技
3、术人员的一项基本技能。对焊接的基本要求是机械强度高、导电性能好、外形美观。第一节 焊接技术 一、焊接工具、焊料。 1电烙铁 电烙铁是最主要的焊接工具。分内热、外热两种。内热一般有20W(温度可达300-400 摄氏度;35W(温度可达350450摄氏度);50W等几种。外热式一般有45W、75W、 100W等。在焊接过程中主要是烙铁头接触焊点。因此,对烙铁头提出一些要求,主要有:表面要干净,不腐蚀,易上锡。为了保持一定的温度,烙铁头要有一定体积,以适应不同的焊点。焊接电子产品一般选用20W35W内热式电烙铁。新烙铁使用前应用锉刀把烙铁头两边修改成如(图1l)所示型状。并将烙铁头部倒角磨光,以防
4、焊接时毛刺将印刷电路板焊盘损坏。如采用长寿命烙铁头则无须加工。烙铁修改完成即可接通电源,在温度渐渐上升的过程中,给烙铁头部上锡,使烙铁头上沾附一层光亮焊锡。烙铁温度和焊接时间要适当,焊接时应让烙铁头加热到温度高于焊锡溶点,并掌握正确的焊接时间,一般不超过3秒钟。时间过长会使印刷电路板铜箔跷起,损坏电路板及电子元器件。 图12烙铁头的质料: 一般用紫铜制成,有裸铜和电镀两种。裸铜头在工作温度下氧化很快,且它们的氧化物是隔热体,一方面阻隔热量传到元件上,一方面使烙铁头温度升高,加速氧化,故在使用中要及时去除。电镀烙铁头(镀铁;镀镍;镀金)的电镀层能保护烙铁头,使用寿命长。此外,在焊接过程中还常用到
5、一些辅助工具,如:镊子、尖嘴钳、斜口钳、剪刀、各种罗刀等, 其作用是为元件做型、剪腿,或夹持元件帮助其散热等。焊接前一定要注意,烙铁的插头必须插在右手的插座上,不能插在靠左插座上;如果是左撇子就插在左手。烙铁通电前应将烙铁的电线拉直并检查电线的绝缘层是否有损坏,不能使电线缠在手上。通电后应将电烙铁插在烙铁架中,并检查烙铁头是否会碰到电线、书包或其他易燃物品。烙铁加热过程中及加热后都不能用手触摸烙铁的发热金属部分,以免烫伤或触电。3焊料 (l)焊锡 焊锡是一种最常用的焊料。它是一种锡铅合金,常做成 lmm到 2mm的焊丝,中间夹有松香,具有溶点低、凝结快、易流动的特点。其机械强度及导电性能也很好
6、。含锡量达61的焊锡称为共晶焊锡,其熔点和凝固点相同,不经过半凝状态。故焊点凝结迅速,缩短了焊接时间,还能承受较大的拉力与张力,强度较好。(2)助焊剂 在焊接中还要使用助焊剂。最常用的是酒精松香溶液。电子元器件的引线在空气中会生成一层氧化层或沾染杂质,在焊接时不易粘锡。而助焊剂能破坏金属表面的氧化层,使杂质成为悬浮物,这样焊锡才能和被焊物牢固结合。助焊剂的另一个作用是涂覆在印刷电路板表而,保护印制板,使其不被氧化。此外,还有多种助焊剂的配方,需要时可查相关资料。对助焊剂的基本要求: l)熔点应低于焊锡。 2)浸润金属表面的能力要强。并有较强的破坏金属表面氧化层的能力。 3)它的组成成分不能与焊
7、料或金属有相互作用。无腐蚀性,要呈中性,不易吸湿。 4)易于清洗去除。(3) 助焊剂的成份: 1)组膜成分:能在焊接温度下形成一层防止氧化的保护膜,冷凝后形成残渣覆盖在焊点上。通常用松香、热熔性树脂、凡士林、石蜡、甘油或胺类物质。 2)还原剂:在焊接温度下能充分还原焊料和金属表面的氧化物,一般用盐酸、氯化锌、氯化铵等卤素盐类。 3)络合剂,活化剂,固化剂等。(助焊剂的配方在制版工艺中介绍) 为便于在被焊工件上均匀涂覆助焊剂,可以采用液态助焊剂。中性配方:松香20%30%;乙醇80%70%。 还有一种助焊剂是焊油,去污力很强,但有腐蚀作用,适用于焊接黄铜、铁等焊点。但焊接完成后必须用酒精擦净!二
8、、对焊点的质量要求 焊点基本上能反映出焊接质量,对焊点的要求是:电接触性良好,机械性能牢固、可靠、外型美观。1、 基本要求:(l)、圆滑光亮。无气孔、无尖角、无拖尾。(2)、焊锡量要适中,即要使焊锡充满焊盘,又不得堆锡,更不能粘连。(3)、焊点大小一致。(4)、无虚焊,错焊。虚焊是焊接工作中的大敌。 虚焊若出现在民用电器中会造成电器设备的不稳定,若出现在工业电器电子设备中,则会给企、事业单位造成经济损失,若出现在国防工业中,其后果不堪设想。造成虚焊的原因主要有以下几个方面:1)元件的可焊性差造成的虚焊元件的表面有氧化层,装配前没有处理好造成的虚焊。引脚表面的氧化层影响了焊锡与引脚之间的融合,因
9、此焊锡不能在助焊剂的作用下渗透元件引脚的表层,造成了这种虚焊。因为这种虚焊发作快,所以在质量检验中或调试中可以被查出来。2)焊盘的可焊性差造成的虚焊焊点象落在荷叶上的水珠不能渗透荷叶一样,焊锡也没能渗透焊盘的表层,这种虚焊是在预热时未能给焊盘加热,而送锡时是向引脚或烙铁头上送,滴落在焊盘上,也会形成同样的效果。3)元件引脚有局部氧化斑造成的虚焊这种虚焊不能被检查出来,但他又确实存在于焊点内。氧化斑在焊接过程中沾上了酸性助焊剂而成为酸性物质,在他的两侧分别是铜和锡,从而形成了一个原电池,这个电池给焊点留下了一个严重的隐患,多则一两年、少则几个月,这个焊点连同焊盘都要被腐蚀掉。 2、 焊点的直观检
10、查: 通常对焊点的直观检查能鉴别焊点的质量。正常的焊点近似园锥形而表面微凹呈慢坡状。焊锡牢固地粘附在元件引线及焊盘上。 图2 典型焊点的外观参见图2,从外表直观看典型焊点,对它的要求是: 形状为近似圆锥而表面稍微凹陷,呈漫坡状,以焊接导线为中心,对称成裙形展开。虚焊点的表面往往向外凸出,可以鉴别出来。 焊点上,焊料的连接面呈凹形自然过渡,焊锡和焊件的交界处平滑,接触角尽可能小。 表面平滑,有金属光泽。 无裂纹、气孔、夹渣。其他常见焊点的形状见图3:焊点a一般焊接比较牢固;焊点b为理想状态,一般不易焊出这样的形状;焊点c焊锡较多,当焊盘较小时,可能会出现这种情况,但是往往有虚焊的可能;焊点d、e
11、焊锡太少;焊点f提烙铁时方向不合适,造成焊点形状不规则;焊点g烙铁温度不够,焊点呈碎渣状,这种情况多数为虚焊;焊点h焊盘与焊点之间有缝隙为虚焊或接触不良;焊点I引脚放置歪斜。一般形状不正确的焊点,元件多数没有焊接牢固,一般为虚焊点,应重焊。O O P图4焊点的正确形状(俯视)abcdef焊点的正确形状俯视见图4,焊点a、b形状圆整,有光泽,焊接正确;焊点c、d温度不够,或抬烙铁时发生抖动,焊点呈碎渣状;焊点e、f焊锡太多,将不该连接的地方焊成短路。焊接时一定要注意尽量把焊点焊得美观牢固。焊点常见的不良现象(见图5)图5三、错焊元件的拔除当元件焊错时,要将错焊的元件拔除。先检查焊错的元件应该焊在
12、什么位置,正确位置的引脚长度是多少,如果引脚较短,为了便于拔出,应先将引脚剪短。在烙铁架上清除烙铁头上的焊锡,将线路板绿色的焊接面朝下,用烙铁将元件脚上的锡尽量刮除,然后将线路板竖直放置,用镊子在黄色的面将元件引脚轻轻夹住,在绿色面,用烙铁轻轻烫,同时用镊子将元件向相反方向拔除。拔除后,焊盘孔容易堵塞,有两种方法可以解决这一问题。a、烙铁稍烫焊盘,用镊子夹住一根废元件脚,将堵塞的孔通开;b、将元件做成正确的形状,并将引脚剪到合适的长度,镊子夹住元件,放在被堵塞孔的背面,用烙铁在焊盘上加热,将元件推入焊盘孔中。注意用力要轻,不能将焊盘推离线路板,使焊盘与线路板间形成间隙或者使焊盘与线路板断裂。烙
13、铁斜面紧靠元器件引脚,烙铁尖抵住印刷电路焊盘进行加热焊接时电烙铁的正确位置焊接是一项通过实际操作才能掌握的技术。本讲仅就其基本操作方法作了简单的介绍,实际操作中会遇到许多具体情况,要在实际工作中不断地摸索,不断地总结四、操作方法电烙铁有三种握法,如图6所示。 图6握电烙铁的手法示意 反握法的动作稳定,长时间操作不易疲劳,适于大功率烙铁的操作;正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作;一般在操作台上焊接印制板等焊件时,多采用握笔法。 1、手工焊接操作的基本步骤掌握好电烙铁的温度和焊接时间,选择恰当的烙铁头和焊点的接触位置,才可能得到良好的焊点。见图7:正确的手工焊接操作过程可以分成五个步骤,如图
14、8所示。 步骤一:准备施焊(图(a))左手拿焊丝,右手握烙铁,进入备焊状态。要求烙铁头保持干净,无焊渣等氧化物,并在表面镀有一层焊锡。 步骤二:加热焊件(图(b))烙铁头靠在两焊件的连接处,加热整个焊件全体,时间大约为12秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说,要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。例如,图(b)中的导线与接线柱、元器件引线与焊盘要同时均匀加热。 步骤三:送入焊丝(图(c))焊件的焊接面被加热到一定温度时,焊锡丝从烙铁对面接触焊件。注意:不要把焊锡丝送到烙铁头上! 步骤四:移开焊丝(图(d))当焊丝熔化一定量后,立即向左上45方向移开焊丝。 步骤五:移开烙铁(图(e))焊锡浸润焊盘和
15、焊件的施焊部位以后,向右上45方向移开烙铁,结束焊接。从第三步开始到第五步结束,时间大约也是12s。 图8锡焊五步操作法 对于热容量小的焊件,例如印制板上较细导线的连接,可以简化为三步操作。 准备:同以上步骤一; 加热与送丝:烙铁头放在焊件上后即放入焊丝。 去丝移烙铁:焊锡在焊接面上浸润扩散达到预期范围后,立即拿开焊丝并移开烙铁,并注意移去焊丝的时间不得滞后于移开烙铁的时间。另需要注意的是温度过低、烙铁与焊接点接触时间太短、热量供应不足、焊点锡面不光滑,结晶粒脆,象豆腐渣一样,那就不牢固容易形成虚焊和假焊。反之焊锡易流散,使焊点锡量不足,也容易不牢,还可能出现烫坏电子元件及印刷电路板的情况。五
16、、表面贴片元件的手工焊接技巧现在越来越多的电路板采用表面贴装元件,同传统的封装相比,它可以减少电路板的面积,易于大批量加工,布线密度高。贴片电阻和电容的引线电感大大减少,在高频电路中具有很大的优越性。表面贴装元件的不方便之处是不便于手工焊接。为此,本文以常见的封装芯片为例,介绍表面贴装元件的基本焊接方法。1、所需的工具和材料 焊接工具需要有的铜头小烙铁,有条件的可使用温度可调和带保护的焊台,注意烙铁尖要细,顶部的宽度不能大于。一把尖头镊子可以用来移动和固定芯片以及检查电路。还要准备细焊丝和助焊剂、异丙基酒精等。使用助焊剂的目的主要是增加焊锡的流动性,这样焊锡可以用烙铁牵引,并依靠表面张力的作用
17、光滑地包裹在引脚和焊盘上。在焊接后用酒精清除板上的焊剂。 2、焊接方法 () 在焊接之前先在焊盘上涂上助焊剂,用烙铁处理一遍,以免焊盘镀锡不良或被氧化,造成不好焊,芯片则一般不需处理。 () 用镊子小心地将芯片放到板上,注意不要损坏引脚。使其与焊盘对齐,要保证芯片的放置方向正确。把烙铁的温度调到多摄氏度,将烙铁头尖沾上少量的焊锡,用工具向下按住已对准位置的芯片,在两个对角位置的引脚上加少量的焊剂,仍然向下按住芯片,焊接两个对角位置上的引脚,使芯片固定而不能移动。在焊完对角后重新检查芯片的位置是否对准。如有必要可进行调整或拆除并重新在板上对准位置。 () 开始焊接所有的引脚时,应在烙铁尖上加上焊
18、锡,将所有的引脚涂上焊剂使引脚保持湿润。用烙铁尖接触芯片每个引脚的末端,直到看见焊锡流入引脚。在焊接时要保持烙铁尖与被焊引脚并行,防止因焊锡过量发生搭接。 () 焊完所有的引脚后,用焊剂浸湿所有引脚以便清洗焊锡。在需要的地方吸掉多余的焊锡,以消除任何短路和搭接。最后用镊子检查是否有虚焊,检查完成后,从电路板上清除焊剂,将硬毛刷浸上酒精沿引脚方向仔细擦拭,直到焊剂消失为止。 (5)。贴片阻容元件则相对容易焊一些,可以先在一个焊点上点上锡,然后放上元件的一头,用镊子夹住元件,焊上一头之后,再看看是否放正了;如果已放正,就再焊上另外一头。要真正掌握焊接技巧需要大量的实践。第二节 电装工艺 装配和焊接
19、过程是产品质量的关键环节,因此也是实习过程的重点之一。一、装配前的准备工作1、元件的处理、成型、插装和连接。 上面围绕着如何焊好焊点介绍了焊点的质量要求,操作方法。而在操作中的另一个问题是元件的处理、成型和插装。元件处理是在焊接前完成的。(1)元件的处理 元件在出厂时其引脚都作过防氧化与助焊处理,引脚上都镀银。但由于长期的商业周转或库存也会使其氧化,给焊接工作带来困难,对于这样的元件在上机之前一定要严格处理。 所谓元件的处理就是将元件引线的氧化膜及污物去掉,然后镀上一层锡。作法:用钢锯条或镊子等刮元件引线。使其露出原金属本色,引线全刮完后涂助焊剂。一手用镊子夹住引线,一手执烙铁镀锡。操作时用电
20、烙铁沾饱焊锡,并用它将被镀锡的元件引脚压在松香快上,待松香融化后将元件引脚从烙铁头与松香之间慢慢抽出,抽出时引脚一定要在融化的焊锡包裹之中。注意时间不可过长,并用镊子帮助散热。也可用锡锅浸锡(2)元件的成型、插装。 元件的成型目的在于使其便于在电路板或其他固定物上安装。 经过镀锡的元件应视元件大小和在印刷电路板上的位置为其成型。作法是用镊子或尖嘴钳弯曲元件引线,使其具有一定形状。成形后的元件能方便的插入元件孔内。元件成形一般分卧式和立式两种,可根据实际情况选择。一般尽量选用卧式,当元件密度大时可采用立式。 元件成型应考虑以下几点:1)造型精致、美观。2)元件引线开始弯曲处距元件体至少3mm。3
21、)元件的弯曲半径应为引线直径的二倍。 如图8所示:图8元器件引线弯曲成形 这几种在元器件引线的弯曲形状中,图(a)比较简单,适合于手工装配;图(b)适合于机械整形和自动装焊,特别是可以避免元器件在机械焊接过程中从印制板上脱落;图(c)虽然对某些怕热的元器件在焊接时散热有利,但因为加工比较麻烦,现在已经很少采用。 成型后的元件便可以在印制板上插装了。插装应遵循以下原则: 1)插装到印制板上的元件,标记应朝外向上侧。 2)插装高度视元件而定,阻容件、二极管距板面约l3mm。 3)不论元件采用哪种插装方式,其引线穿过印制板焊盘小孔后应留2mm长度。各种元器件的安装,应该尽量使它们的标记(用色码或字符
22、标注的数值、精度等)朝上或朝着易于辨认的方向,并注意标记的读数方向一致(从左到右或从上到下),这样有利于检验人员直观检查;卧式安装的元器件,尽量使两端引线的长度相等对称,把元器件放在两孔中央,排列要整齐;立式安装的色环电阻应该高度一致,最好让起始色环向上以便检查安装错误,上端的引线不要留得太长以免与其他元器件短路,如图10所示。有极性的元器件,插装时要保证方向正确。图10元器件的插装 当元器件在印制电路板上立式装配时,单位面积上容纳元器件的数量较多,适合于机壳内空间较小、元器件紧凑密集的产品。但立式装配的机械性能较差,抗振能力弱,如果元器件倾斜,就有可能接触临近的元器件而造成短路。为使引线相互
23、隔离,往往采用加套绝缘塑料管的方法。在同一个电子产品中,元器件各条引线所加套管的颜色应该一致,便于区别不同的电极。因为这种装配方式需要手工操作,除了那些成本非常低廉的民用小产品之外,在档次较高的电子产品中不会采用。 (3)连接 除了上述在印刷电路板上焊接外,还有一些装配在接线架上或焊片上,在焊接前要连接。连接有几种形式。见图11: 导线和端子的绕焊 导线与导线的绕焊 图11 连接中的导线的处理: 导线应分为安装导线和电磁线两类。常见的电力电子系统中和家用电器上,及电子电路系统中使用的裸线、胶皮线、塑料线等都被称为安装导线。而变压器、电动机、发电机等使用的导线常被称为电磁线。导线的处理应根据实际
24、情况决定,首先应根据电路中电流的大小确定导线的线径,其次根据结构和电路参数的需要确定线型、长短等参数,然后对导线进行处理。裸线的处理:电子工程中使用的裸线通常是铜的合金材料制成,在其外面镀银以防止其氧化并便于焊接。对于这类导线只需按其长度下料,按设备要求整形后在需要焊接的部位镀锡即可。漆包线的处理:漆包线属于电磁线,它的外表由一层环氧漆做保护层兼作绝缘层。漆包线不能做小角度弯折,不能与锐器硬接触以免损伤外层环氧漆破坏绝缘性,处理时只需将焊接部位的漆皮刮净并镀上锡备用。胶皮线与塑料线的处理:胶皮线表皮的温度特性比较好,能够抗较高和较低的温度并且有很好的柔韧性。塑料皮的特性比胶皮差,但其价格要比胶
25、皮低廉。两种导线在使用前都要将焊接部位的表皮剥去,然后将露出的部分拧紧成30左右。如图11所示:并将拧紧的线头镀锡备用。安装导线的剥头长度视具体情况而定。焊接在电路板上的导线的剥头长度一般在3mm左右,若与其他元件引脚连接时需要绕焊,此时的剥头长度应在10mm,甚至更长。见图14、15:连接应注意以下几点:1)连接时导线应紧贴在连接点上,不留空隙。2)导线收头应向内收紧。3)多股线连接不得散股,断股,特别注意磁性天线线圈。2装配的一般原则: 装配中,以元件在电路板上的高度为参考时,应遵循从低到高的原则,即按照下面的次序安装:飞线电阻二极管集成电路或电路插座非电解电容器晶体管电解电容器其他专用的
26、大型器件。 有的电路中设计有特殊元件,如大功率晶体管、四连可变电容、变压器等需要用螺钉固定的元件,这时还要考虑它们的安装顺序,在与其他元件的安装不矛盾时,尽可能靠后,以使电路板的重量在前期操作中尽可能轻些。产品在定型时的装配原则中应综合以上因素统筹安排。第二章 常用电子元器件 电子元器件是组成电子整机的最小单元。在电子整机中具有独立的作用。正确地选用电路元器件,是实现电路功能的基本条件。而电路元器件的优劣是能否保证电子整机的可靠性、稳定性的基本要求。 目前,电子元器件发展相当迅速,新技术不断出现,门类繁多。品种、规格复杂。对于工程技术人员来说,深入地认识电路元器件,正确地选用电路元器件,足一个
27、至关重要的问题。 一、电阻器1什么是电阻器? 物体对通过电流的阻碍作用称为电阻。利用这种阻碍作用做成的元件称为电阻器,简称电阻。在电路中用英文符号 R 表示。不同材料的物体对电流的阻碍作用是不同的。它与物体材料的性质有关,同时电阻 R 还与物体的长度 L 呈正比,而与横截面积呈反比。电阻的计算公式为:R= /LS电阻的度量单位是欧姆,用字符 表示,并且规定电阻两端加 1V 通过它的电流 为 1A 定义该电阻的值为 1 欧姆。实际应用中常用 K 和 M 来表示。它们之间的换算关系是: 1M =1000 K = 电阻的主要参数有标称值、阻值误差及额定功率。 电阻的标称值是指电阻表面所表示的阻值。
28、电阻器简称电阻。是一种耗能元件。在电路里主要起分压、分流、限流、负载等作用。是最基本的电子元器件。电阻有不同类型其外形及符号见图12 图12 几种常用电阻器的外形如图13所示。其中,(a)图是碳膜电阻器,(b)图是金属膜或金属氧化膜电阻器,(c)是线绕电阻器,(d)图是热敏电阻器,(e)图是电阻网络(集成电阻、电阻排)。 图13常用电阻的构成 :碳膜电阻内部结构,是用结晶碳沉积在磁棒上或瓷管上制成的。改变碳膜的厚度和用刻槽的办法及变更碳膜长度可以得到不同的阻值 。主要特点是成本低、高频特性好,是应用最多的一种电阻器。它广泛的用于收音机、电视机及其它电子设备中。 常用金属膜电阻是通过真空蒸发等方
29、法使合金粉沉积在瓷基体上制成的。刻槽和改变金属膜的厚度可以精确的控制阻值。其耐热性能好,工作频率较宽,但成本稍高。 绕线电阻是用镍铬合金的电阻丝绕在绝缘支架上制成的。其外面涂有绝缘的釉层。 2电阻器的型号命名: 国产电阻的型号由五部分组成:第一部分:用字母表示主称。如:R表示电阻器;W表示电位器。第二部分:用字母表示材料。如:T碳膜;H合成膜;S有机实芯;N无机实芯;J金属膜;X线绕;Y氧化膜;等。第三部分:用字母或数字表示分类。如:X小型;J精密;W微型。等等。第四部分:用数字表示序号。第五部分:用字母表示区别代号。 例:RJJ1金属膜精密电阻器;RTX2碳膜小型电阻器。等电阻器的分类 按照
30、制造工艺或材料,电阻器可分类如下。 合金型:用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金箔制成的电阻,如线绕电阻、精密合金箔电阻等。 薄膜型:在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜,膜的厚度一般在几微米以下,薄膜材料有碳膜、金属膜、化学沉积膜及金属氧化膜等。 合成型:电阻体由导电颗粒和化学粘接剂混合而成,可以制成薄膜或实芯两种类型,常见有合成膜电阻和实芯电阻。按照使用范围及用途,电阻器可分类如下。 普通型:指能适应一般技术要求的电阻,额定功率范围为0.052W,阻值为122M,允许偏差5、10、20等。 精密型:有较高精密度及稳定性,功率一般不大于2瓦,标称值在0.0120M之间,精度在20.001之间
31、分档。 高频型:电阻自身电感量极小,常称为无感电阻。用于高频电路,阻值小于1k,功率范围宽,最大可达100W。 高压型:用于高压装置中,功率在0.515W之间,额定电压可达35kV以上,标称阻值可达1G(1000M)。 高阻型:阻值在10M以上,最高可达1014。 集成电阻(电阻排):这是一种电阻网络,它具有体积小、规整化、精密度高等特点,特别适用于电子仪器仪表及计算机产品中。 电阻器的材料、分类代号及其意义见表1 电阻器的材料、分类代号及其意义 表1材 料分 类字母代号意义数字代号意义字母代号意义电阻器电位器电阻器电位器T碳膜1普通普通G高功率-H合成膜2普通普通T可调-S有机实芯3超高频-
32、W-微调N无机实芯4高阻-D-多圈J金属膜5高温-说明:新型产品的分类根据发展情况予以补充Y金属氧化膜6-C化学沉积膜7精密精密I玻璃釉膜8高压函数X线绕9特殊特殊3电阻器的标称系列及允许偏差。 电阻器的阻值用欧姆、千欧、兆欧表示。电阻的生产厂家是按系列值生产的。现在常用的有E24系列、E12系列、E6系列。如下表2所示: 表2系列允许偏差电阻器的标称值E24I级(5%)10; 1、1 ; 1、2 ; 1、3 ; 1、5 ; 1、6; 1、8; 2、0; 2、2; 2、4; 2、7; 3、0;33; 3、6; 3、9; 4、3; 4、7; 5、1; 56; 6、2; 6、8; 7、5; 8、2
33、; 9、1; E12II级(10%)10; 1、2; 1、5; 1、8; 2、2; 2、733; 3、9; 4、7; 5、6; 6、8; 7、5;E6III级(20%)10; 1、5; 2、2; 3、3; 4、7; 6、8; 4电阻器的额定功率。 电阻器的额定功率就是允许在电阻器上长期负载的最大功率。标称最大功率一般常用的有:l8;l4;l2;l;2;5;10;15;20W等。一般电阻器的功率越大,其体积也越大。在电路图中,电阻器的额定功率标志在电阻的图形符号上,如图16所示。 图16 一般常用的18W电阻在电路图中不作标注。只用一个电阻符号表示。选用电阻时一般要求电阻额定功率为实际承受功率的
34、二倍。 5电阻器的表示法: 电阻器的型号有些直接印在电阻体上,有些则以颜色区别,如绿色为碳膜电阻,红色为金属膜电阻。其阻值的表示一般采用直标法或色环法。 (1)直标法 将参数直接标在电阻体上。 例:8K2为8、2千欧;这是目前广泛采用的方法。这种方法规定阻值的整数部分写在阻值单位标志符号的前面,阻值的小数部分写在阻值标志符号的后面。在稍大一些的电阻体上还可以写上电阻的型号及参数。如:RTX17、5K5;表示小型碳膜电阻器,7、5K, 精度5等(2)色环法常见元件参数的色标法如图17所示。 图17 以电阻体上所标色环的颜色表示阻值和误差。普通电阻用四环,其意义如下:第一、二环表示有效数字;第三环
35、表示倍乘;第四环表示误差。 精密电阻用五环表示,其意义如下:第一、二、三环:表示有效数字;第四环:表示倍 乘;第五环:表示误差。色环的标志符号参阅表3 表3:颜色有效数字乘数允许偏差棕110红2102橙3103黄4104绿5105蓝6106紫7107灰8108白9109黑01金10-15%银10-210%无色20% 6非线性电阻 非线性电阻是敏感电阻。其阻值对外界某种物理量敏感。用于探测某些物理量的变化。常见的非线性电阻有:光敏电阻;气敏电阻;力敏电阻;热敏电阻;压敏电阻;磁敏电阻等等。如: Y压敏;F,Z热敏;Q-气敏:G光敏;C磁敏;S 温敏;L力敏;等。 例:a、熔断电阻器 熔断电阻器又
36、名保险丝电阻器,是一种具有熔断丝及电阻器作用的双功能元件。在正常情况下具有普通电阻器的电器功能,一旦电路出现故障时该电阻器因过负荷会在规定的时间内熔断开路,从而起到保护其它电路的作用。 熔断电阻多为灰色,用色环或数字表示电阻。熔断电阻的熔断时间一般为 10 秒 。熔断电阻器的常用型号有 RF10 、 RF11 、 RRD0910 、 RRD0911 等 RF10 型表面涂有灰色不燃涂料,其电阻值用色环表示。 RF11 的阻值用字母表示例如: 1 W 10 、2 W 1 等也有的只标功率不标阻值。 b、 热敏电阻 通常,温度上升时电阻器的阻值只有微小的变化,而热敏电阻的阻值则随温度变化很大。例如
37、,电视机中的消磁电阻,温度升高时其电阻值迅速增加,使消磁电流迅速减小。这类随温度升高而阻值增加的热敏电阻称为正温度系数电阻器。相反的则为负温度系数的电阻。热敏电阻通常用字母 RT 表示。目前用得较多的为负温度系数电阻器。如在家用电器中串入负温度系数电阻器作欠压软启动。 C、湿敏电阻 湿敏电阻常用来做传感器即用于检测湿度。例如录象机中在磁鼓旁设置一个结露电阻,实际上是湿敏电阻。录象机内湿度过大时磁鼓会结露水。此电阻的特点是湿度增加电阻值也增加。 D、光敏电阻 光敏电阻器大多数是由半导体材料制成的,它利用半导体的光导电特性使电阻器的阻值随入射光线强弱发生变化。当入射光线增强时它的电阻值会明显减小;
38、当入射光减弱时,它的阻值会显著增大。 e、 磁敏电阻 磁敏电阻是利用磁电效应能改变电阻器的电阻值的原理制成的。其阻值会随穿过它的磁通量密度的变化而变化。它的显著特点是,在弱磁场中阻值与磁场的关系呈平方率增加,并有很高的灵敏度。 7电位器 电位器是一种连续可调的电阻器。在电子整机中做增益控制、可变衰减、静态工作点调整等用途。分为大型、小型和微调几种。种类、外形见图18:图18 电位器的图形符号及外形WT碳膜电位器;WH合成膜电位器;WX线绕电位器;WS 有机实芯电位器;WI玻璃釉电位器等。电阻器的正确选用及注意事项: ( 1 )按不同的用途选择电阻器的种类 在一般的收音机、电视机等电路中,选择普
39、通的碳膜电阻器就可以了,它廉价而且容易买到。对要求较高的电路或电路中的某些部分,要根据有关要求选用适当种类的电阻器。 ( 2 )正确选取阻值和允许误差 电阻器应选择接近计算值的一个标称值。一般的电路对精度没有要求,选 1 、 2 级的允许误差就可以了。若有精度要求,如在修理万用表时,换用的电阻器则应选用精密电阻器。 ( 3 )额定功率的选择 电阻器的额定功率应选用比使用功率大 11、5 倍以上的,才能保证耐用可靠。在某些场合也可将小功率的电阻器串联并联使用 ( 4 )使用中注意的问题 A 、电阻器安装时,它的两条引出线不要从根部打弯,必须留出一定的距离,否则容易折断 B 、焊接时不要使电阻器常
40、时间受热以免引起阻值的变化 C 、大于 10W 的电阻器应保证有散热空间 D 、电阻器在装入电路前,要检测一下阻值。二,电容器1认识电容器 电容器是储存电场能的元件。在电路中起隔直流、谐振、耦合、滤波等作用。电容量反映其在一定电压条件下的储能本领,储能越多,容量就越大。常见电容见图19 图19电容器的参数及标称 :电容器的主要参数有标称容量、允许偏差、额定电压、绝缘电阻、损耗因数、及时间常数等。 ( 1 )标称电容及允许偏差 它在电路中的符号是英文字母 C 。表示不同种类的电容其计算公式不一样,对平行板电容而言电容的计算公式为 C= s/D 式中 E 为介电常数 S 为正对面积 D 为平行板间
41、的距离。电容器的标称容量及允许偏差的基本含义同电阻一样,只是使用单位(电容量)与电阻不同。电容量的基本单位为 F (法拉)。在 1V 电压下,电容器所能储存的电量为 1 库伦,其容量即为 1F 。但 F 作单位在实用中往往显得太大,所以常用 mF (毫法)、 F (微法)、 nF (纳法)和 pF (皮法),它们之间的关系如下: 1F106F; 1F109 nF; 1F1012PF.2电容器的型号命名 电容器的型号由五部份组成:其各部份组成的标志如下:第一部分:主称;第二部分:材料;第三部分:分类;第四部分:序号;第五部分:区别代号;见表4 表4第一部分主称代号C意义电容器第二部分材料CTIY
42、LZJDAN 等等高频瓷低频瓷玻璃釉云母涤纶纸介金属化纸介铝电解质钽电解质铌电解质第三部分分类12345678等等按材料分略第四部分序号第五部分区别代号3电容器的标称系列及允许偏差 电容器的标称系列与电阻不同,它是依所用介质材料不同而各自成系列。 无机介质(瓷介;云母;玻璃釉等)及高频有机薄膜电容器,其容量的标称系列及允许偏差与电阻的E24、 E12、E6系列相同。这里不再列出。有机介质(纸介;金属化纸介;复合介质等)及低频有机薄膜电容器标称系列见表5: 表5允许偏差5% 10%20%电容范围100pf-1f1f-100f标称电容量系列值10; 1、2; 1、5; 2、2; 2、4; 2、7;
43、 33; 3、9; 4、3;4、7; 5、6; 6、8;10; 2、0; 3、3;4、0;4、7; 68; 8、0; 等 4电容器的额定电压额定电压: 额定电压通常也称作耐压,是指在允许的环境温度范围内,电容上可连续长期施加的最大电压有效值。电容的额定电压通常是指直流工作电压,但也有少数品种标以交流额定电压,它主要专用于交流电路或交流分量大的电路中。如果一般电容工作于脉动电压下,则交流分量通常不得超过直流电压的百分之几至百分之十几(应随交流分量频率的增高而相应递减),且交、直流分量的总和不得大于额定电压。所以工作在交流分量较大的电路(如整流滤波电路)中的电容,选取额定电压参数应适当放宽余量。
44、电容器的耐压应选在实际承受电压的二倍以上。电解电容一般要大1、3倍以上。电容器的分档耐压见表6: 表6电容类型耐压CY100; 250; 500; CI40; 100; 250; 500;CC40; 60; 100; 150; 250; 500;CJ CL63; 100; 250; 400; 630;CD3; 6.3; 10; 16; 25; 32; 50; 150; 300; 450; 500;绝缘电阻及漏电流 :电容介质不可能绝对不导电,当电容加上直流工作电压时,总有漏电流产生。若漏电流太大,电容就会发热损坏,严重的会使外壳爆裂,电解电容器的电解液则会向外溅射。除了电解电容外,一般电容只要
45、质量良好,其漏电流是极小的,故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能;而电解电容因漏电较大,故用漏电流表示其绝缘性能(与容量成正比)。电容的绝缘电阻及漏电流是重要的性能参数,电子设备的故障有不少都是因某个电容漏电太大、击穿而造成的,所以我们不要轻视这个参数。 5电容器的表示法电容器的表示方法主要有直标法、文字符号法和色标法 3 种,下面分别予以介绍。 ( 1 )直标法 主要用在体积较大的电容上。标注的内容有多有少,但一般标称容量、额定电压及允许偏差这 3 项参数大都必标注,当然也有体积太小(如小容量瓷介电容等)的电容仅标容量一项(往往连 pF 单位也省略)。标注较齐的电容通常有标称容量、额定电压、允许
46、偏差、电容型号、商标、工作温度及制造日期等。电容器的标称容量、偏差、耐压一般标在电容体上。如图20: 图20( 2 )文字符号 文字符号法采用字母或数字或两者结合的方法来标注电容的主要参数。其中容量有两种标注法:一是用数字和字母结合。如 10p 代表 10pF , 4.7 代表 4.7 F , 3p3 代表 3.3pF , 8n2 代表 8200pF 等。其等点是省略 F ,小数点往往用 p 、 n 、 m 代替,与电阻标注中的 R 、 k 等相似。二是用 3 位数字表示,其中第一、二位为有效数字位,表示容量值的有效数,第三位为倍率,表示有效数字后的零的个数,电容量的单位为 pF 。如 203
47、 表示容量为 20000 pF=0.02 F ; 102 =1000pF 等等。此法与电阻 3 位数码标注法相似,不再多述。值得指出的是,片状(贴片)电容一般没有标志,这与片状电阻不一样,需查电路图或相关资料手册才能知道其容量 6可变电容器 可变电容器是一种依靠旋转改变电容量的电容器。用于接收机的调谐回路中选台或在振荡器中改变频率。有单连、双连。 微调电容器也是一种可变电容器,在小范围内调节,并可固定下来。可用于频率的准确调谐。例如在收音机中的短波部分,可用微调电容将频率调的很准。 7电容器的检查用万用表判断电容器的质量如果没有专用检测仪器,使用万用表也能简单判断电容器的质量。 检测小容量电容
48、器 对于容量大于5100pF的电容器,用万用表的欧姆挡测量电容器的两引线,应该能观察到万用表显示的阻值变化,这是电容器充电的过程。数值稳定后的阻值读数就是电容器的绝缘电阻(也称漏电电阻)。假如数字式万用表显示绝缘电阻在几百k以下或者指针式万用表的表针停在距较远的位置,表明电容器漏电严重,不能使用。 对于容量小于5100pF的电容器,由于充电时间很快,充电电流很小,直接使用万用表的欧姆挡就很难观察到阻值的变化。这时,可以借助一个NPN三极管的放大作用进行测量。测量电路如图21所示。电容器接到A、B两端,由于晶体管的放大作用,就可以测量到电容器的绝缘电阻。判断方法同上所述。图21 小容量电容器的简
49、易测量方法 测量电解电容器时,应该注意它的极性。一般,电容器正极的引线长一些。测量时万用表内电源的正极与电容器的正极相接,电源负极与电容器负极相接,称为电容器的正接。电容器的正向连接比反向连接时的漏电电阻大。注意:数字式万用表的红表笔内接电源正极,而指针式万用表的黑表笔内接电源正极。当电解电容器引线的极性无法辨别时,可以根据电解电容器正向连接时绝缘电阻大,反向连接时绝缘电阻小的特征来判别。用万用表红、黑表笔交换来测量电容器的绝缘电阻,绝缘电阻大的一次,连接表内电源正极的表笔所接的就是电容器的正极,另一极为负极。 可变电容器的漏电或碰片短路,也可用万用表的欧姆挡来检查。将万用表的两只表笔分别与可
50、变电容器的定片和动片引出端相连,同时将电容器来回旋转几下,阻值读数应该极大且无变化。如果读数为零或某一较小的数值,说明可变电容器已发生碰片短路或漏电严重。三、电感器 电感器是一种储存磁场能的器件。在电路中可用做阻流;滤波;耦合;振荡电路;也可与电容器配合构成谐振电路,用来选频。l,认识电感器, 电感器是由线圈构成的,所以又称电感线圈。为了增加回路Q值,缩小体积,常将其绕在铁磁物质上,所以电感器是一种非线性器件。(把漆包线或纱包线等在绝缘的骨架上绕一定圈数,就构成了线圈。按导磁材料分为空气芯、磁芯、铁芯等。按绕制方法分为单层、多层、蜂房式几种。圈数越多,直径越大,长度与直径比越接近110,其电感
51、量越大。)见图22: 图22电感器的参数:.(1) 电感量 L 电感量 L 也称作自感系数,是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通(即通过某一面积的磁力线数)发生变化时,线圈中便会产生电势,这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势,电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈中能产生变化的电流时,线圈产生的磁通也要变化,磁通掠过线圈,线圈两端便产生感应电势,这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的,犹如线圈具有惯性,这种电磁惯性的大小就用电感量 L 来表示。 L 的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关,采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯,可以较小的匝数得到较大的电感量。 L 的基本单位为
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