武汉理工大学电子电工实验

武汉理工大学电子电工实验目录TOC\o"1-5"\h\z电工电子实习目的 2电工电子实习安全操作知识 22.1安全用电常识 2电工电子实习安全操作要求 33常用工具仪器的使用及操作3常用工具仪器的使用及操作 错误！未定义书签。错误！未定义书签。常用电工工具的使用TOC\o"1-5"\h\z3.2指针式万用表的使用 34电子产品手工焊接技术 5焊接目的 5焊接原理 53.3焊接工具及材料 53.4焊接方法及步骤 63.4.1新烙铁在使用前的处理方法 63.4.2操作方法及步骤 6焊接注意事项 6焊点的要求 63.4.5拆除焊点的方法 74常用电子元件的识别与测量4常用电子元件的识别与测量错误！未定义书签。错误！未定义书签。4.2电容发光二极管 错误！未定义书签。错误！未定义书签。三极管 95流水彩灯音乐盒的制作 错误！未定义书签。错误！未定义书签。元器件清单及测量 错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2流水灯电路原理 125.2.1555芯片及流水灯闪亮原理介绍 115.2.2音乐播放原理 错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.3流水灯音乐盒电路原理图 错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.4绘制实物装配图（对比实物图） 错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.2.5绘制实物布线图（对比实物图） 错误！未定义书签。错误！未定义书签。5.3音乐盒子的制作 145.4实物成果展示 146电工电子实习总结 161武汉理工大学电子电工实验电工电子实习目的随着现代化技术的发展，电工电子技术在现代化生活中应用越来越广泛小到家用电器，大到军事设备，在这些形形色色的种类繁多的设备中都用到了电工电子技术。很多的自动化半自动化控制的未处理系统都是以电子元件为基本单元，通过集成电路来实现的。本课程是工科学生重要的综合实践课程，是许多电类、非电类专业的必修课。主要是让学生知道安全用电的常识，常用仪表的使用、常用电工电子元器件的规格型号、外观、性能参数、标识、用途、基本测试和判别的方法，常用的电工工具的使用、手工的焊接的方法、电子产品的装配制作等。培养学生的实践能力，培养学生的工程意识和创新意识。电工电子实习安全操作知识2.1安全用电常识安全电压：安全电压是指人体不戴任何防护设备时,触及带电体不受电击或电伤，我国规定的安全电压的范围是36、24、12，一般可以认为是36V安全电流：安全电流与流过人体的大小，通过人体的持续时间、电流经过的途径有很大关系。人体的安全电流：男生＜9mA；女生＜6mA。经过方式中有单相触电、两相触电、跨步电压触电。其中跨步电压触电危险性最小。绝缘电阻＞5MQ，然而一个正常人的电阻除去角质层电阻外，一般在800~1000Q左右。③触电的急救：a.迅速处理。触电后，1min内处理的90%可获救，6min开始救治，只有10%有良好效果，而12min后才开始救治者，救活的可能性极小。b.抢救方法得当。急救的第一步是使触电者迅速脱离电源，第二步是抓紧时间进行现场救护：（1）第一步脱离电源中，注意两点：①重要的是立刻切断电源，特别注意必须切断火线。②注意使用绝缘物与带电体隔离，如木棍、竹竿、鞋子等。（2）第二步的现场急救中，注意使触电者平躺，安静休息；严重者需要采取人工呼吸法与胸外心脏压挤法，切忌用冷水泼和打强心针。电工电子实习安全操作要求接通电源前的检查：2武汉理工大学电子电工实验任何新的或搬运过的以及自己不了解的用电设备，不要冒失地拿起插头就在电源上插，要记住“四查而后插”。四查为：一查电源线有无破损；二查插头有无外漏或内部松动；三查电源线插头两级有无短路，同外壳（如果设备是金属外壳）有无通路；四查设备所需的电压值是否于供电电压相符。检修、调试电气、电子设备的注意事项：（1）（2）检修前，一定要了解检修对象的电气原理，特别是电源系统。不要以为断开电源开关就没有触电危险。只有拔下插头，并对仪器内的高电压大容量电容器放电处理后，才是安全的。（3）（4）不要随便改动仪器设备的电源线。洗手后或出汗潮湿后，不要带电作业，尽可能用单手操作。常用工具仪器的使用及操作常用电工工具的使用1）主要工具：本次电子电工实习主要进行流水彩灯音乐盒设计制作，安装时所用到的工具主要有：（1）斜口钳：主要用于剪去较粗的电线、金属丝以及焊接后集成电路板上过长的引脚；（2）十字起，一字起、镊子、剪刀：主要用于紧固和拆卸各种螺钉、安装或拆卸元件；（3）剥线钳：用于剥去绝缘层；指针式万用表的使用①万用表的组成：万用表分为表头，表盘，电路板，表笔几部分。表头是电磁万用表的组成：驱动指针在刻度盘上指示测量数值的。表头的工作电流很小，约几微安至几十微安。测量时通过接配不同的测量电路达到不同的测量目的。②指针式万用表使用前的准备：水平放置指针式万用表使用前的准备：时，表头上的指针应该处于左侧“0位”。如果不是，应调节表头正中的按钮使之为0.表盘指针下方是一个多触点的专用开关。通过开关接触不同的电路完成不同的项目测量。电路板上装有测量电路与表头3武汉理工大学电子电工实验相连接构成不同的功能测量电路。表笔是万用表的输入线，接触电路中的被测点就能使万用表接入电路，红笔插入+，黑笔插入-。机械型万用表在使用中要注意量程的选用。在未至被测值时要选用最大的量程，在能估计到被测数据时要选用万用表指针指示尽量在居中45度范围内。使用方法：使用方法：（1）熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。（2）进行机械调零。（3）根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线。（4）选择表笔插孔的位置。（5）测量电压：测量电压（或电流）时要选择好量程，如果用小量程去测量大电压，则会有烧表的危险；如果用大量程去测量小电压，那么指针偏转太小，无法读数。量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程挡，然后逐渐减小到合适的量程。a交流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于交流电压的合适量程上，万用表两表笔和被测电路或负载并联即可。b直流电压的测量：将万用表的一个转换开关置于交、直流电压挡，另一个转换开关置于直流电压的合适量程上，且“+”表笔（红表笔）接到高电位处，“-”表笔（黑表笔）接到低电位处，即让电流从“+”表笔流入，从“-”表笔流出。若表笔接反，表头指针会反方向偏转，容易撞弯指针。（6）测电流：测量直流电流时，将万用表的一个转换开关置于直流电流挡，另一个转换开关置于50uA到500mA的合适量程上，电流的量程选择和读数方法与电压一样。测量时必须先断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果误将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧毁仪表。其读数方法如下：实际值二指示值X量程/满偏（7）测电阻：用万用表测量电阻时，应按下列方法*作：a机械调零。在使用之前，应该先调节指针定位螺丝使电流示数为零，避免不必要的误差。b选择合适的倍率挡。万用表欧姆挡的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度线较稀的部分为宜，且指针越接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3~2/3间。c欧姆调零。测量电阻之前，应将2个表笔短接，同时调节“欧姆（电气）调零旋钮”，使指针刚好指在欧姆刻度线右边的零位。如果指针不能调到零位，说明电池电压不足或仪表内部有问题。并且每换一次倍率挡，都要再次进行欧姆调零，以保证测量准确。d读数：表头的读数乘以倍率，就是所测电阻的电阻值。电子产品手工焊接技术焊接目的焊接的目的是要使原件和印刷电路板之间达到可靠的电连接和对元件牢固的固定。焊接的好坏，将直接影响电子产品的质量。焊接原理锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。过程包括：浸润过程、扩散过程、合金层的形成锡焊接的条件是:锡焊接的条件是1、焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接；2、能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性,对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂,先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接；3、要有适当的加热温度。一般焊锡温度在260摄氏度左右为宜。4、合适的焊接时。一般的焊接时间为2-4S。3.3焊接工具及材料1.电烙铁电烙铁，是电子制作和电器维修必需工具，主要用途是焊接元件及导线，按结构可分为内热式电烙铁和外热式电烙铁，按功能可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁，根据用途不同又分为大功率电烙铁和小功率电烙铁本实习选用的是20W内热式TLN-20型的电烙铁，内阻为1.5到3.0K。使用前要将烙铁头上的镀铬层锉掉并涂上锡，放到烙铁架上待用。2.焊锡丝焊锡丝焊锡丝是由一定比例的铅锡合金包裹松香辛丝而成，为是以不同的焊接要求有不同的直径，应根据焊点的大小选用。3.4焊接方法及步骤新烙铁在使用前的处理方法1、新电烙铁在使用前先用细砂纸、锉刀将烙铁头的表面刮光或打磨。2、搪锡。将电烙铁加热到可以融掉焊锡，但表面还没有被氧化的时候，很快的涂上含松香的锡，然后再烙铁头上均匀的沾上锡。焊接的操作方法及步骤焊接的操作方法操作方法及步骤1、电烙铁握法：根据电烙铁大小的不同和焊接操作时的方向和工件不同，可将手持电烙铁的方法分为反握法、正握法和握笔法三种，如图3.1图3.1电烙铁的握法焊接五步法：准备焊接、加热焊件、熔化焊料、移开焊锡丝、移开烙铁头。图3.2五步法焊接注意事项1、 焊接时间不能过长（必要时可以用镊子夹住被焊元器件,起到散热作用2、 焊接时不能出现假焊或虚焊。3、注意不要将烙铁碰到导线等物品，将电烙铁电源线放在试验台右方。4、烙铁必须插在烙铁架中。5、焊接时一定要看好焊锡的颜色防止被氧化。6、焊接环境空气流动不宜过快，以免影响焊接温度。7、焊接过程中不能振动或移动工件，以免影响焊接质量。如图3.36不同的焊点焊点的要求1、焊点应接触良好，保证被焊件能稳定可靠地通过一定的电流。焊接时焊锡要铺满整个焊盘。2、焊点要有足够的机械强度以保证被焊件不至脱落。焊点的焊料太少会造成强度不够。3、焊点的表面应美观，有光泽。不应出现棱角或拉尖等现象。有金属光泽焊锡的氧化物少，导电能力好。3.4.5拆除焊点的方法1.把电路板固定；2.用镊子夹住元件；3.用焊铁加热焊点；4.趁焊锡融化是把元件从孔中拉出；5.用开孔针或吸锡器去除焊盘孔中的残锡，为下次焊接做好准备。常用电子元件的识别与测量4.1电阻电阻是一种电阻无源电子元件，代表符号为R,其图形如图4.1。特点是无论安装哪个位置，电阻都会有电流流过。在电路中起到限流、分流、降压、分压、负载及阻抗匹配作用，还可以与电容配合起到滤波作用。7武汉理工大学电子电工实验(a)实心碳质电阻器线绕电阻器碳膜电阻器金属膜电阻器图4.1电阻的种类表示电阻的标称阻值和误差的方法有直标法、色标法、文字符号法三种形式。色标法是用不同的色环表示电阻的标称值和误差。色标电阻的色带通常采用四色带、五色带表示，普通的电阻用四环表示，精密的用五环表示。色带不同，所表示的电阻参数也不相同。四色带表示电阻的标称阻值(两位有效数字)和允许偏差，如图4.2(a)和所示。五色带表示电阻的标称阻值(3位有效数字)和允许偏差，如图4.2(b)所示，各颜色所代表的数字如图4.3图4.2色环电阻色标表4.1色环标识颜色数字倍率误差颜色数字倍率误差蓝6x105±0.25%黑0x1棕1x10±1%紫7x107±0.1%红2x102±2%灰8x108白9x109金±5%x10-1±5%橙3x103黄4x104绿5x105±0.5%银±10%x10-2±10%8电容的共性是储能元件，可以“隔直通交”，所通过的交流信号的频率受电容的容量的控制。电容分为固定电容和可变电容。固定电容按介质分为很多种，实验中主要用到电解电容和磁介电容。电解电容：有极性，在没有专用测量仪器的网情况下，用万用表电阻X1K档测量。将万用表拨到电阻X1K档，用表笔将电容的两极短路放电后，正反两次对电容进行充电。好电容应能完成充电和放电的过程，摆动幅度、充放电的时间受容量控制。如果出现电阻为零或一个固定值，说明电容击穿；如果指针不动，说明电容失效；如果放电时指针没有退回左侧有缓慢向右，说明电容有漏电。磁介电容：没有极性，容量很小。用万用表电阻X1K档测量时几乎不动是正常的。可变电容：指容量可以调节的电容。标识方法：直接法和数值法。基本单位：PF。发光二极管发光二极管二极管是由一个PN结加上引线及管壳构成，具有单向导电性。按用途可分为整流管、检波管、稳压管、变容管和光敏管等。如图4.2所示极性判别方法：1、直观法：白色区域所对的引脚是负极，另一引脚为正极。2、万用表法：万用表选xlkQ档，将两表笔接在被测二极管的两端。正向电阻为100—几千欧，反向电阻为几十千欧—几百千欧。说明二极管是好的。三极管9武汉理工大学电子电工实验1.三极管由PN结构构成，从类型上分有NPN和PNP两种，两者电流方向相反，使用时候注意区分（三个接口分别用E、B、C表示）；PN结具有单向导电性和导电的非线性；2.测量PN结的时候将万用表拨到电阻X1K档，调零后分别测量BE、BC结的正反向电阻。图片1三极管8050和8550流水彩灯音乐盒的制作元器件清单及测量元器件清单及清单及测量固定电阻器测量:1.固定电阻器测量:序号位号标称值允许误差123467R1R2R3R4R5R6R7100Q10kQ1kQ100Q1kQ1kQ1kQ5%1%3%5%3%3%3%欧姆档量程x10xlkx100xlkx100x100x100100Q10kQ1010Q10kQ1010Q1010Q1020Q测量值实际误差001%01%1%2%适用判断VVVVVVV2•电容器测量：2•电容器测量：电容器测量序号12位号C1C2100茁0.01卩F3C3100茁25Vx1K无V标称值额定工作电压25V耐压欧姆档量程x1Kx1K有无击穿•漏电•失效无无VV适用判断3•晶体二极管测量：晶体二极管测量：序号位号型号欧姆档量程X100Q正向电阻5LED1①3红3.0kQ反向电阻-可使用备注10武汉理工大学电子电工实验7LED2LED33.0kQ3.0kQoooo可使用可使用5.晶体三极管测量5.晶体三极管测量序号1位号VT1型号be正向电阻S805010.9KQ欧姆档量程be正向电阻KQX1KQbe反向电阻obe反向电阻o2VT2S8550KQKQo5.2流水灯电路原理5.2.1555芯片及流水灯闪亮原理介绍555定时器是一种模拟和数字相结合的中规模集成器件，可以构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等，也可构成多谐振荡器，组成信号产生电路。采用不同形状的脉冲信号对555振荡电路产生的矩形波信号进行调制，可以产生出不同效果的模拟声。其引脚图如图2所示多谐振荡器原理图如右下角图所示：多谐振荡器其工作原理为：当电路与电源接通瞬间，C2两端没有存储电荷，两端的电压为零，555定时器的2、6两端输入电压为零，即出现6端输入电压小于2/3Vcc，2端的输入电压小于1/3Vcc的情况，集成运算放大器的A1输出高电平,A2输出低电平，基本RS触发器置1工作状态，输出信号V为高电平，晶体管截止，电源Vcc经R5、R6、C2到公共端对电容C2充电。这种情况一直维持到C2的两端电压略超过2/3Vcc。当C2的两端电压略超过2/3Vcc时，出现6端输入电压大于2/3Vcc，2端的输入电压大于1/3Vcc的情况，集成运算放大器的A1输出低电平,A2输出高电平，基本RS触发器清零工作状态，输出信号Vo为低电平，使晶体管导通，电容C2经C2、R6、晶体管T到公共端放电。这种情况一直维持到C2的两端电压略低于1/3Vcc。此后又从新回到上述的充电过程，如此周而复始，形成振荡，产生矩形脉冲波输出。因而使LED灯交替亮起来。图片2555芯片引脚图武汉理工大学电子电工实验5.2.2音乐播放原理音乐播放电路使用了集成的音乐芯片，该芯片把一首歌的音符对应产生的音乐频率烧写到内部，加上所需要的元件，即可驱动扬声器发响。5.2.3流水灯音乐盒电路原理图绘制实物装配图（对比实物图）绘制实物装配图（对比实物图）12武汉理工大学电子电工实验绘制实物布线图（对比实物图）绘制实物布线图（对比实物图）13武汉理工大学电子电工实验6.3音乐盒子的制作①按照如图所示尺寸对模板进行切割打磨。②用热熔胶配合热熔枪，电烙铁对木板进行粘合，进行边缘打磨。③使用彩纸彩条对木盒进行美化。④t木板进行规划后钻孔，放置LED灯我的设计是一所房子，在制作这样的基础盒子之后，还加制了屋顶和烟囱。实物成果展示实物成果成果展示我将电路板和电池盒放在了同一边，将另一边空出，贴上彩纸后，便可以放首饰之类的东西。加盖屋顶后，增大了盒子的贮藏空间。经过改进，我的盒子便可以称作：流水彩灯音乐首饰盒。实物展示如下：14武汉理工大学电子电工实验15武汉理工大学电子电工实验电子电工实