电工电子实训指导书

郑州交通职业学院

实训（实验）指导书

课 程： 电工电子技术基础 年 级： 2012级大专 专 业： 汽车运用技术 指导教师： 王瑞红 系 部： 汽车运用工程系

2012年9月10日

项目01 电阻、电感、电容元件认知

一、目的和要求

1. 掌握电阻元件特性以及电阻值的色标法 2. 了解电感和电容元件的特性 3. 具备利用色标法估计电阻值的能力

4. 理解部分欧姆定律和全电路欧姆定律，会应用定律解决实际问题。

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

固定电阻4个（1个碳膜电阻、1个金属膜电阻、2个色环电阻） 电感器若干，电容若干。

四、原理与应用

1、电阻：表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关。

串联：R=R1+R2+R3+……+Rn 并联：1/R=1/R1+1/R2+……+1/Rn 定义式：R=U/I

决定式：R=ρL/S(ρ表示电阻的电阻率，是由其本身性质决定，L 表示电阻的长度，S 表示电阻的横截面积) 。

电阻通常用字母R 表示，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）KΩ（千欧）， MΩ（兆欧），他们的换算关系是：

1TΩ=1000GΩ；1GΩ=1000MΩ；1MΩ=1000KΩ；1KΩ=1000Ω（也就是一千进率） 电阻的阻值标法通常有色环法，数字法。所谓色环法既是用不同颜色的色标来表示电阻参数。色环电阻有4个色环的，也有5个色环的，读取色环电阻的参数，首先要判断读数的方向。一般来说，表示公差的色环离开其他几个色环较远并且较宽一些。判断好方向后，就可以从左向右读数。

例如，某4色环电阻的颜色从左到右依次是红（2），紫（7），黄（x10000），银（正负10%），则此电阻的阻值为27Ωx10000=270000Ω，也就是270KΩ，公差为正负10%。

再如，某5色环电阻的颜色从左到右依次是红（2），绿（5），蓝（6），红（x100），棕（正负1%），则此电阻的阻值为256Ωx100=25600Ω，也就是25.0KΩ，公差为正负1%。棕一红二橙是三，四黄五绿六为蓝，七紫八灰九对白，黑是零，金五银十表误差。

图1、数字电阻

图2、色环电阻

图3、色环电阻

2、电感：电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁芯、铁芯上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在电路中用字母"L" 表示。 3、电容：表征电容器容纳电荷本领的物理量。

电容器的基本作用就是充电与放电，下面是一些电容的作用列表：

●耦合电容：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。

●滤波电容：用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。

●退耦电容，用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

●高频消振电容：用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容，在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。 ●谐振电容：用在LC 谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC 并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

●旁路电容：用在旁路电路中的电容器称为旁路电容，电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路，根据所去掉信号频率不同，有全频域（所有交流信号）旁路电容电路和高频旁路电容电路。

●中和电容：用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器，电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。

●定时电容：用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。

●积分电容：

用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。

●微分电容：用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类（主要是矩形脉冲）信号中得到尖顶脉冲触发信号。

●补偿电容：用在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。 ●自举电容：用在自举电路中的电容器称为自举电容，常用的OTL 功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。

●分频电容：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。

●负载电容：是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF 、20pF 、30pF 、50pF 和100pF 。负载电容可以根据具体情况作适当的调整，通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。

图4、云母电容

4、部分电路的欧姆定律和全电路的欧姆定律 （1）部分电路欧姆定律

在一段电路中，电路中的电流I 与电阻两端的电压U 成正比，与电阻R 成反比，这个关系称为部分电路欧姆定律。其公式为

U =R I

I =

U R

图5、贴片电容

或

（2）全电路的欧姆定律

一个由电源和负载组成的闭合电路，叫做全电路，如图1-6所示。闭合电路中的电流与电源电动势成正比，与电路的总电阻（负载电阻和电源内阻之和）成反比，这就是全电路欧姆定律。公式为

I =

E R +r

五、实训步骤

教学环节1：电阻

（一）电阻的定义和阻值的计算

教师活动： 实物演示各种不同的电阻（多多益善）对照实物讲解电阻的定义分类、阻值大小的计算；

学生活动： 观察各种不同电阻的外观，掌握的电阻的分类，总结电阻的阻值不同的原因。

能力培养：培养学生的观察能力和总结能力。 （二）色环电阻阻值的标法

教师活动： 实物演示色环电阻，借助多媒体投影色环电阻和色环的读法；

学生活动： 观察色环电阻的外观，掌握的色环电阻的读法，会读不同色环电阻的阻值。

R =ρ

l A

电阻阻值的计算 色环电阻阻值的读法：

色环电阻很漂亮，环环颜色不一样。 四环两环表数字，第三环是零个数。 最后一环表误差，要知阻值三者加。

教学环节2：电感和电容

（一）电感和电容的定义和作用

教师活动： 实物演示各种不同的电感和电容（多多益善）对照实物讲解器定义分类 学生活动： 观察各种不同电感和电容的外观，掌握的电感、变压器以及电容的分类。 能力培养：培养学生的观察能力和总结能力。

教学环节3：欧姆定律

（一）部分电路的欧姆定律

教师活动：多媒体说明实验的要求和目的，学生作完实验后教师总结、说明； 学生活动：分小组动手操作实验，记录实验数据，总结实验结论。 （二）全电路的欧姆定律

教师活动：多媒体说明实验的要求和目的，学生作完实验后教师总结、说明； 学生活动：分小组动手操作实验，记录实验数据，总结实验结论。

六、安全注意事项

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2．注意人身安全和教具完好。 3．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结

项目02 万用表测电阻

一、目的和要求

1. 了解万用表的使用

2. 掌握用数字万用表测电阻的方法

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

1、工具：9只不同的色环电阻 2．设备：数字万用表1台。

四、原理与应用

1、万用表是电子测试领域最基本的工具，也是一种使用广泛的测试仪器。万用表分为指针式万用表和数字万用表，现在还多了一种带示波器功能的示波万用表。是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量, 温度及半导体的一些参数。万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。与模拟式仪表相比，数字式仪表灵敏度高，精确度高，显示清晰，过载能力强，便于携带，使用更简单。

2、数字万用表的表头一般由一只A/D（模拟/数字）转换芯片+外围元件+液晶显示器组成，万用表的精度受表头的影响，万用表由于A/D芯片转换出来的数字，一般也称为3 1/2位数字万用表，4 1/2位数字万用表等等。

五、实训步骤

1、数字万用表的结构

由表头、测量电路、转换开关组成。 2、数字万用表测电阻 方法：

a 使用前，应认真阅读有关的使用说明书，熟悉刀盘、按钮、插孔的作用。 b 将刀盘拨离OFF 位置即为开机。

c 拨盘拨到电阻档，两只表笔插在对应插座，两个测试笔端接到电阻两端，如果超过量程就换大量程，如果显示值太小就换小量程；如果显示1，说明溢出，应将档位向数值大的方向拨动。

d 其他功能的测量温度，二极管筛选，温度，频率，占空比，快速脉冲，dB ，逻辑分析，示波，趋势绘图，谐波分析，通断性，电导，电容的测量均可以实现。 注意事项：

a 电流插孔是为了测量电流用的，不用的时候禁止使用本插孔，否则万用表将可能被烧毁。

b 万用表猫人量程是自动量程，如果想使用规定量程，请按量程选择键。

c 当插错插孔时，万用表有报警。使用趋势绘图，示波，逻辑分析 ，谐波分析等功能时，请查看量程选择和刀盘位置。

六、安全注意事项

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸仪器与设备。 2．注意人身安全和教具完好。

3．严禁未经许可，擅自板动教具、设备的电器开关、点火开关和起动开关。 4．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结

项目03 正弦交流电路认识实验

一、目的和要求

1. 熟悉实验室工频电源的配置； 2. 学习使用交流电流表和电压表； 3. 学习使用万用表交流电压档；

4. 学习使用单相调压器，熟悉单相调压器的接线方法； 5. 了解试电笔的构造和工作原理，练习使用试电笔。

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

四、原理与应用

1. 单相调压器

实验室内工频正弦电源的电压通常有380V 和220V 两种。在需要有效值可以调节的工频正弦电压时，要用到单相调压器。

单相调压器实际上是一种自耦变压器。它的外形和原理电路分别如图1.2（a ）和（b ）所示。使用时，由调压器的U1U2端输入有效值为220V 的工频正弦电压，而输出电压则从u1、u2引出。

（a ）单相调压器外形 （b ）单相调压器原理图 图 1.2 单相调压器

使用单相调压器时必须注意以下几点：

1）试电电源必须接至调压器的输入端U1U2，并且与输入端标明的电压值相符，不能接错。

2）为了安全，电源的地线（中性线）应接至输入与输出的公共端。 3）工作电流不得超过额定值。

4）使用调压器时，输出电压应从零逐渐增加，调至所需值。

5）调压器输出电压的大小，应由实验室较准确的电压表进行测量。手轮刻度盘上的指示值只能作为参考。

2. 试电笔

如图1.3所示，试电笔主要由氖泡和大于10M Ω的炭电阻构成。当氖泡两端所加电压达到60～65V 时，将产生辉光放电现象，发出红色光亮。

图 1.3 试电笔结构

使用试电笔可以测量导线或其它导体对地大概有多大电位差。使用者站在地面上，用手握试电笔笔帽导体部分，这时人体、地、试电笔构成一个回路。如果被测电压达到氖泡的起辉电压，氖泡发光，电流在包括人体电阻的回路中流通。一般试电笔的测量范围为100～500V 。

3. 交流电流表和交流电压表的使用

表面标记有“～”符号的电流表和电压表是交流电流表和电压表。用它们来测量正弦量，分别指示被测电流、电压的有效值，仪表接线无需考虑极性。使用时，电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中。

五、实训步骤

1. 了解实验室工频电源的配置

用试电笔测量配电板上的各接线柱和插座各插孔，判别火线和地线。 2. 初步认识单相调压器

1）按图1.4（a ）所示电路接线。

（a ）实验电路 （b ）实验电路 图 1.4 同频率正弦量相加

经检查接线无误后，接通电源，调整调压器的输出电压U 为150.0V 并不再改动，测量

U R 、U C 和I 并记录在表1.1中。

表1.1

压，使电流表I 的读数为0.5A ，测量U 、IR 和IC 并计入表1.2中。

表1.2

1. 注意有电容的电路断开电源后，应先用导线使电容短接放电，然后再拆线或改接线。 2. 注意及时更换仪表量限，而且应在断开电源的情况下进行。

3. 单相调压器在接线时，其输入、输出端切不可对调，否则会烧坏调压器，或出现高压危险；接通电源前手轮应预置在输出电压为零的位置；使用完毕后，也要先把手轮调回输出电压为零的位置，然后再断开电源。

4. 试电笔不能用来测量高电压，否则将造成人身伤亡。

七、实训小结

项目04 三相交流电路电压、电流的测量

一、目的和要求

1. 掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法， 理解这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。

2. 理解三相四线供电系统中中线的作用。

二、实训课时

实训共安排2课时。

1. 三相负载可接成星形（又称“Ｙ”接）或三角形(又称" △" 接) 。当三相对称负载作Y 形联接时，线电压UL 是相电压Up 的 UL ＝

， IL ＝Ip

倍。线电流IL 等于相电流Ip ，即

在这种情况下，流过中线的电流I0＝0， 所以可以省去中线。 当对称三相负载作△形联接时，有IL ＝

Ip ， UL ＝Up 。

2. 不对称三相负载作Y 联接时，必须采用三相四线制接法，即Y o 接法。而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压维持对称不变。

若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏；负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作。 3. 当不对称负载作△接时，IL ≠

Ip ，但只要电源的线电压UL 对称，加在三相负载上的

电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。

五、实训步骤

1. 三相负载星形联接（三相四线制供电）

按图5-1线路组接实验电路。三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源。将三相调压器的旋柄置于输出为0V 的位置（即逆时针旋到底）。经指导教师检查合格后，方可开启实验台电源，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V ，并按下述内容完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源与负载中点间的电压。将所测得的数据记入表5-1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别要注意观察中线的作用。

Y0：负载星形联接有中线，Y ：负载星形联接无中线。

图5-1 表5-1

2. 负载三角形联接（三相三线制供电）

图 5-2

按图5-2改接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器，使其输出线电压为220V ，并按表5-2的内容进行测试。 表5-2

1. 本实验采用三相交流电，线电压为380V ， 应穿绝缘鞋进实验室。实验时要注意人身安全，不可触及导电部件，防止意外事故发生。

2. 每次接线完毕，同组同学应自查一遍， 然后由指导教师检查后，方可接通电源，必须严格遵守先断电、再接线、后通电；先断电、后拆线的实验操作原则。 3. 星形负载作短路实验时，必须首先断开中线，以免发生短路事故。 4．为避免烧坏灯泡，DG08实验挂箱内设有过压保护装置。

七、实训小结

项目05 变压器观摩

一、目的和要求

1. 了解变压器用途和结构；

2. 理解常用变压器原理和注意事项； 3. 会应用所学知识解决实际问题。

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

多媒体教室

四、原理与应用

1、变压器在生活中很常见，是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。可实现电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压等功能。变压器是变换交流电压、交变电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。

2、变压器组成部件包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线) 、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等) 和出线套管。铁芯是变压器中主要的磁路部分。绕组是变压器的电路部分，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。

3、一般常用变压器的分类可归纳如下： 按相数分：

(1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 (2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。 按冷却方式分：

(1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。

(2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。

按用途分：

(1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。

(2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。 (3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。

(4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器、电容式变压器、移相变压器等。

按绕组形式分：

(1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。

(2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。

(3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。 按铁芯形式分：

(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。

（2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。

(3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。

五、实训步骤

教学环节1：变压器用途和结构

教师活动：采用多媒体讲解并演示各种变压器的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析各用于什么地方。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节2：常用变压器原理和注意事项 教师活动：讲解各种变压器原理及区别； 学生活动：分析不同变压器使用时注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。

六、安全注意事项

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸设备。 2．注意人身安全和教具完好。 3．严禁未经许可，擅自板动教具。 4．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结

项目06 低压电器观摩

一、目的和要求

1. 理解常用低压电器种类和作用； 2. 理解低压电器基本原理； 3. 会应用所学知识解决实际问题。

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

多媒体教室、部分低压电器实物

四、原理与应用

1. 刀开关和熔断器

刀开关文字符号为（QK ），通断隔离电路，熔断器文字符号为（FU ），短路保护。 刀开关用于低压交流500V 以下，直流电压440V 以下的电路中，一般不带灭弧栅罩的刀开关，不用来切断负荷电流，只作为隔离用；带灭弧栅罩的刀开关虽可以切断额定负荷电流，但一般也只作为隔离用。刀开关使用时应与带过电流保护装置的电器串联使用，如熔断器. 自动空气开关。低压熔断器：作为电路中的过电流保护装置，具有使用方便. 结构简单. 体积小等长处，广泛应用于低压交流电源保护和用电设备保护。 2. 自动开关

自动空开的文字符号为（ARD ）----短路保护；自动空气开关又称低压断路器，它具有较好的操作特性，分. 合闸操作速度快；保护特性，具有过载. 短路. 过流. 失压等保护特性；灭弧特性，灭弧室能快速灭弧。由于它兼有断路器和保护装置的良好功能，使用起来十分方便，所以在低压配电系统中作为控制及保护设备应用。 3. 交流接触器

接触器的文字符号为（KM ），----通断电路

低压交流接触器：交流接触器广泛应用于电力传动系统中，作为频繁接通或分断带负荷电路的控制电器。交流接触器为电动操作，所以适合于远距离操作及自动控制系统。交流接触器不具有过流保护功能，因此在线路中使用需要与带有过电流保护功能的电器配合使用。如配合熔断器. 自动空气开关. 热继电器等。交流接触器和热继电器组合——成为磁力启动器，它具有欠压. 过载. 断相等保护功能，可频繁操作和远方控制. 4. 热继电器和时间继电器

热继电器 ，温度继电器文字符号为（KH ），----过载保护

热继电器：用双金属发热来控制电源通断的继电器。时间继电器：以时间为限值来控制电源的通断的继电器。

5. 按钮和行程开关

控制按钮是一种结构简单，应用极为广泛的主令电器。主要用于远距离操作具有电磁线圈的电器，如接触器、继电器等，也用在控制电路中发布指令和执行电气联锁。

行程开关是用来反映工作机械的行程位置，并发出指令以控制其运动方向和行程大小的主令电器。若行程开关安装于工作机械行程的终点，用来限制其行程，则称为限位开关或终端开关。

五、实训步骤

教学环节1：刀开关和熔断器

教师活动：采用多媒体演示并讲解闸刀开关、转换开关和熔断器的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节2：自动开关

教师活动：采用多媒体演示并讲解自动开关的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节3：交流接触器

教师活动：采用多媒体演示并讲解交流接触器的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节4：热继电器和时间继电器

教师活动：采用多媒体演示并讲解热继电器和时间继电器的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节5：按钮和行程开关

教师活动：采用多媒体演示并讲解按钮和行程开关的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。

六、安全注意事项

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸设备。 2．注意人身安全和教具完好。 3．严禁未经许可，擅自板动教具。 4．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结

项目07 常用电工工具和仪表观摩

一、目的和要求

1. 理解常用电工工具和仪表种类和作用； 2. 理解电工工具和仪表基本原理； 3. 会应用所学知识解决实际问题。

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

试电笔、电工刀、螺丝刀、钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳、电烙铁、万用表

四、原理与应用

1、试电笔

使用时，必须手指触及笔尾的金属部分，并使氖管小窗背光且朝自己，以便观测氖管的亮暗程度，防止因光线太强造成误判断。当用电笔测试带电体时，电流经带电体、电笔、人体及大地形成通电回路，只要带电体与大地之间的电位差超过60v 时，电笔中的氖管就会发光。低压验电器检测的电压范围的60~500V。 注意事项：

使用前，必须在有电源处对验电器进行测试，以证明该验电器确实良好，方可使用。 验电时，应使验电器逐渐靠近被测物体，直至氖管发亮，不可直接接触被测体。 验电时，手指必须触及笔尾的金属体，否则带电体也会误判为非带电体。 验电时，要防止手指触及笔尖的金属部分，以免造成触电事故。 2、电工刀 在使用电工刀时：

不得用于带电作业，以免触电。

应将刀口朝外剖削，并注意避免伤及手指。

剖削导线绝缘层时，应使刀面与导线成较小的锐角，以免割伤导线。 使用完毕，随即将刀身折进刀柄。 3、螺丝刀 使用螺丝刀时，

螺丝刀较大时，除大拇指、食指和中指要夹住握柄外，手掌还要顶住柄的末端以防施转时滑脱。

螺丝刀较小时，用大拇指和中指夹着握柄，同时用食指顶住柄的末端用力旋动。

螺丝刀较长时，用右手压紧手柄并转动，同时左手握住起子的中间部分（不可放在螺钉周围，以免将手划伤），以防止起子滑脱。 注意事项：

带电作业时，手不可触及螺丝刀的金属杆，以免发生触电事故。 作为电工，不应使用金属杆直通握柄顶部的螺丝刀。

为防止金属杆触到人体或邻近带电体，金属杆应套上绝缘管。 4、钢丝钳

钢丝钳在电工作业时，用途广泛。钳口可用来弯绞或钳夹导线线头；齿口可用来紧固或起松螺母；刀口可用来剪切导线或钳削导线绝缘层；侧口可用来铡切导线线芯、钢丝等较硬线材。注意事项

使用前，使检查钢丝钳绝缘是否良好，以免带电作业时造成触电事故。

在带电剪切导线时，不得用刀口同时剪切不同电位的两根线（如相线与零线、相线与相线等），以免发生短路事故。 5、尖嘴钳

尖嘴钳因其头部尖细（如图所示），适用于在狭小的工作空间操作。

尖嘴钳可用来剪断较细小的导线；可用来夹持较小的螺钉、螺帽、垫圈、导线等；也可用来对单股导线整形（如平直、弯曲等）。若使用尖嘴钳带电作业，应检查其绝缘是否良好，并在作业时金属部分不要触及人体或邻近的带电体。 6、斜口钳

专用于剪断各种电线电缆，如图所示。

对粗细不同、硬度不同的材料，应选用大小合适的斜口钳。 7、剥线钳

剥线钳是专用于剥削较细小导线绝缘层的工具，其外形如图所示。

使用剥线钳剥削导线绝缘层时，先将要剥削的绝缘长度用标尺定好，然后将导线放入相应的刃口中（比导线直径稍大），再用手将钳柄一握，导线的绝缘层即被剥离。 8、电烙铁

焊接前，一般要把焊头的氧化层除去，并用焊剂进行上锡处理，使得焊头的前端经常保持一层薄锡，以防止氧化、减少能耗、导热良好。

电烙铁的握法没有统一的要求，以不易疲劳、操作方便为原则，一般有笔握法和拳握法两种。 用电烙铁焊接导线时，必须使用焊料和焊剂。焊料一般为丝状焊锡或纯锡，常见的剂有松香、

焊膏等。

对焊接的基本要求是：焊点必须牢固，锡液必须充分渗透，焊点表面光滑有泽，应防止出现“虚焊”、“夹生焊”。产生“虚焊”的原因是因为焊件表面未清除干净或焊剂太少，使得焊锡不能充分流动，造成焊件表面挂锡太少，焊件之间未能充分固定；造成“夹生焊”的原因是因为烙铁温度低或焊接时烙铁停留时间太短，焊锡未能充分熔化。 注意事项

使用前应检查电源线是否良好，有无被烫伤。

焊接电子类元件（特别是集成块）时，应采用防漏电等安全措施。 当焊头因氧化而不“吃锡”时，不可硬烧。

当焊头上锡较多不便焊接时，不可甩锡；不可敲击。

焊接较小元件时，时间不宜过长，以免因热损坏元件或绝缘。

焊接完毕，应拨去电源插头，将电烙铁置于金属支架上，防止烫伤或火灾的发生。 9、万用表 1）模拟式万用表

模拟式万用表的型号繁多，下图为常用的MF －47型万用表的外形。 （1）使用前的检查与调整

在使用万用表进行测量前，应进行下列检查、调整： 外观应完好无被损，当轻轻摇晃时，指针应摆动自如。 旋动转换开关，应切换灵活无卡阻，挡位应准确。

水平放置万用表，转动表盘指针下面的机械调零螺丝，使指针对准标度尺左边的O 位线。 测量电阻前应进行电调零（每换挡一次，都应重新进行电调零）。即：将转换开关置于欧姆挡的适当位置，两支表笔短接，旋动欧姆调零旋钮，使指针对准欧姆标度尺右边的O 位线。如指针始终不能指向O 位线，则应更换电池。

检查表笔插接是否正确。黑表笔应接“一”极或“ * ”插孔，红表笔应接“＋”。 检查测量机构是否有效，即应用欧姆挡，短时碰触两表笔，指针应偏转灵敏。 （2）直流电阻的测量

首先应断开被测电路的电源及连接导线。若带电测量，将损坏仪表；若在路测量，将影响测量结果。

合理选择量程挡位，以指针居中或偏右为最佳。测量半导体器件时，不应选用R×1挡和R×10K 挡。

测量时表笔与被测电路应接触良好；双手不得同时触至表笔的金属部分，以防将人体电阻并入被测电路造成误差。 正确读数并计算出实测值。

切不可用欧姆挡直接测量微安表头、检流计、电池内阻。 （3）电压的测量

测量电压时，表笔应与被测电路并联。

测量直流电压时，应注意极性。若无法区分正、负极，则先将量程选在较高挡位，用表笔轻触电路，若指针反偏，则调换表笔。

合理选择量程。若被测电压无法估计，先应选择最大量程，视指针偏摆情况再作调整。 测量时应与带电体保持安全间距，手不得触至表笔的金属部分。测量高电压时（500~2500V），应戴绝缘手套且站在绝缘垫上使用高压测试笔进行。 （4）电流的测量

测量电流时，应与被测电路串联，切不可并联！ 测量直流电流时，应注意极性。 合理选择量程。

测量较大电流时，应先断开电源然后再撤表笔。 （5）注意事项 测量过程中不得换挡。

读数时，应三点成一线（眼睛、指针、指针在刻度中的影子）。 根据被测对象，正确读取标度尺上的数据。

测量完毕应将转换开关置空挡或OFF 挡或电压最高挡。若长时间不用，应取出内部电池。 2）、数字万用表

数字万用表具有测量精度高、显示直观、功能全、可靠性好、小巧轻便以及便于操作等优点 3）注意事项

当显示屏出现“LOBAT”或“←”时，表明电池电压不足，应予更换。 若测量电流时，没有读数，应检查熔丝是否熔断。 测量完毕，应关上电源；若长期不用，应将电池取出。

不宜在日光及高温、高湿环境下使用与存放（工作温度为0～40℃，温度为80%）。使用时应轻拿轻

五、实训步骤

教学环节1：试电笔

教师活动：采用实物演示并讲解试电笔的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节2：电工刀、螺丝刀

教师活动：采用实物演示并讲解电工刀、螺丝刀的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节3：钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳

教师活动：采用实物演示并讲解钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、剥线钳的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节4：电烙铁

教师活动：采用实物演示并讲解电烙铁的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析使用和注意事项。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节5：万用表

教师活动：采用实物演示并讲解万用表的结构及使用；

学生活动：通过观察其结构，分析模拟式万用表和数字万用表的区别。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。

六、安全注意事项

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸设备。 2．注意人身安全和教具完好。 3．严禁未经许可，擅自板动教具。 4．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结

项目08 半导体二极管和三极管观摩

一、目的和要求

1. 理解PN 结的单向导电性，三极管的电流分配和电流放大作用； 2. 了解二极管、稳压管和三极管的基本构造、工作原理和特性曲线； 3. 理解主要参数的意义；

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

多媒体教室

四、原理与应用

所有数字集成电路都是由晶体二极管、晶体三极管和场效应管组成的。它们大部分工作在导通和截止状态，相当于开关的“接通”和“断开”，因此被称为电子开关。电子开关较机械开关具有速度高、可靠程度高、无抖动、功耗低、体积小等诸多优点。 半导体的基本知识 （一）PN 结的形成

通过一定的工艺，在同一个半导体硅片上形成两个互相接触的 P 型区和 N 型区，它们的交界面处则形成 PN 结。

P 型半导体的多数载流子是空穴， N 型半导体的多数载流子是自由电子，因为两者浓度差异而引起的载流子定向运动称为扩散。交界面两侧的多子扩散到对方后很快复合而消失，在交界面处留下不能移动的离子 — 空间电荷，这一区域称为空间电荷区，又称为耗尽层，如图 l 所示。由于空问电荷区的出现．正负电荷形成一个内电场．它将阻止多子继续扩散，同时又促使少子漂移。扩散使空间电荷区加宽，漂移使空问电荷区变窄。两种运动同时进行着，当扩散流强度等于漂移流强度时， PN 结达到动态平衡，空间电荷区也就达到了稳定状态。

图一

（二）PN 结的单向导电性

当 PN 结的 P 区接电源正极，N 区接电源负极，外加正向电压时，PN 结内多子扩散电流形成较人的正向电流，PN 结的导通电阻很小，称其处于导通状态；相反，外加反向电

压时，PN 结内少子漂移电流形成很微弱的反向电流，儿乎为零。PN 结相当于一个非常大的电阻，称其处于截止状态。PN 结这种外加正间电压导通，外加反向电压截止的性能称为单向导电特性。 二、半导体二极管

（一）二极管伏安特性曲线的特点

图 2 是硅二极管的伏安特性曲线，现以该曲线为例，分析其各部分的特点：

图二

大，它的数值基本不变，所以又称为反向饱和电流，用IS 表示。但是，少数载流子受温度影响大，当外界温度升高时，IS 会显著增大。 3．击穿特性（u ≤UBR 的区域）

二极管发生电击穿，|u|稍有增加，|i|急剧增大，曲线几乎和纵轴平行，u ≈UBR 。只要反向电流不超过最大允许值，PN 结不会损坏，当反向电压去掉后， PN 结仍保持原来的性能。

三、晶体三极管

（一）三极管的结构特点和电流分配 1、结构特点

图 3 (a) 是 NPN 硅三极管的结构示意图，它由三个区：发射区、基区和集电区，两个结：发射结、集电结，三个引出电极：发射极、基极和集电极组成。 它的内部结构有以下特征：

（1）发射区掺杂浓度高，因而多数载流子的浓度很高；

（2）基区做得很薄，通常只有几微米到几十微米，而且掺杂浓度很低，因此多子浓度很低； （3）集电区掺杂也较低，它的多子浓度低于发射区，所以集电极和发射极不能互换使用。

图三 2、电流分配

要使三极管正常工作在放大状态，三个电极间必须外加合适的电源电压，即： （1）发射结外加正向电压，又称为正向偏置，且UBE ＞0.5V （2）集电结外加反向电压，又称为反向偏置，且 UBC ＜0V 。 图3 ( b ) 是三极管外加合适的电源电压后，各极电流分配示意图。 A 、发射极电流IE

发射区向基区发射自由电子，形成发射极电流IE ，其中大部分被集电区收集，形成集电极收集电流ICN ，少部分在基区形成基极复合电流IBN ，故

（4）

B、基极电流 IB

基极电流IB 包含基极复合电流IBN 和集电区少子漂移到基区形成的基极反向饱和电流ICBO 。前者由基极流入，后者由基极流出，故

(5 )

C、集电极电流IC

集电极电流IC 包含集电极收集电流ICN 和基极反向饱和电流ICBO ，两者方向都是由集电极流入，故

（6）

D、共发射极电流放大系数β

三极管制成后，只要工作在放大状态，它的集电极收集电流和墓极复含电流的比值是一个常数，即

(7 )

而且β值约为几十至几百之间。

从上述公式可以得到下面重要关系式

（8）

其中，ICEO=（1+β）ICBO ，称为穿透电流。它的数值一般很小，通常可以忽略其影响。这时，三极管集电极电流和发射极电流只受基极电流控制。当改变基极电流的大小时，若其变化量为△IB ，则集电极电流和发射极电流都产生较大的变化，它们分别为

（9）

因为俘远远大于 1 ，所以二极管具有电流放大作用。在共发射极电路中，一般它还其有电压放大作用。

五、实训步骤

教学环节1：PN 结

教师活动：采用多媒体演示并讲解P 型、N 型半导体和PN 结的形成； 学生活动：通过观察其形成过程，分析其原理。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节2：半导体二极管

教师活动：采用多媒体演示并讲解半导体二极管的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析其原理及特性。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。 教学环节3：半导体三极管

教师活动：采用多媒体演示并讲解半导体三极管的结构； 学生活动：通过观察其结构，分析其原理及特性。 能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。

六、安全注意事项

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸设备。 2．注意人身安全和教具完好。 3．严禁未经许可，擅自板动教具。 4．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结

项目09 直流稳压电源

一、目的和要求

1. 研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。

2. 掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

1. 可调工频电源 2. 双踪示波器 3. 交流毫伏表 4. 直流电压表

5. 直流毫安表 6. 滑线变阻器200Ω/1A 7. 晶体三极管 3DG6×2(9011×2) ，3DG12×1(9013×1) 晶体二极管 IN4007×4 稳压管 IN4735×1 电阻器、电容器若干

四、原理与应用

电子设备一般都需要直流电源供电。这些直流电除了少数直接利用干电池和直流发电机外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。

图9.1 直流稳压电源框图

直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图9.1 所示。电网供给的交流电压u1(220V,50Hz) 经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压u2，然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压u3，再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压uI 。但这样的直流输出电压，还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要使用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。

图9.2 是由分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为串联型稳压电路，它由调整元件（晶体管T1）；比较放大器T2、R7；取样电路R1、R2、RW ，基准电压DW 、R3和过流保护电路T3管及电阻R4、R5、R6等组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统，其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经T2放大后送至调整管T1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。

图9.2 串联型稳压电源实验电路

由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏，所以需要对调整管加以保护。在图9.2 电路中，晶体管T3、R4、R5、R6组成减流型保护电路。此电路设计在I0P ＝1.2I0时开始起保护作用，此时输出电流减小，输出电压降低。故障排除后电路应能自动恢复正常工作。在调试时，若保护提前作用，应减少R6值；若保护作用迟后，则应增大R6之值。

稳压电源的主要性能指标:

1、输出电压U0和输出电压调节范围

调节RW 可以改变输出电压U0。 2、最大负载电流I0m 3、输出电阻R0

输出电阻 R0 定义为：当输入电压UI （指稳压电路输入电压）保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即

4、稳压系数S （电压调整率）

稳压系数定义为：当负载保持不变，输出电压相对变化量与输入电压相对变化量之比，即

由于工程上常把电网电压波动±10％做为极限条件，因此也有将此时输出电压的相对变化△U0／U0做为衡量指标，称为电压调整率。

5、 纹波电压

输出纹波电压是指在额定负载条件下，输出电压中所含交流分量的有效值（或峰值）。

五、实训步骤

1、整流滤波电路测试

按图9.3 连接实验电路。取可调工频电源电压为14V ， 作为整流电路输入电压u2。

图9.3 整流滤波电路

(1) 取RL ＝1K Ω ，不加滤波电容，分别测量变压器副边电压有效值U2和直流输出电压UL ，并用示波器观察u2和uL 波形，记入表9.1 。

(2) 取RL ＝1K Ω ，C ＝470μF ，重复内容(1)的要求，记入表9.1。 (3) 取RL ＝500Ω ，C ＝470μF ，重复内容(1)的要求，记入表9.1。 表9.1 U2＝14V

①每次改接电路时，必须切断工频电源。

②在观察输出电压uL 波形的过程中，“Y 轴灵敏度”旋钮位置调好以后，不要再变动，否则将无法比较各波形的脉动情况。

2、串联型稳压电源性能测试

切断工频电源，在图9.3基础上按图9.2连接实验电路。 (1) 初测

稳压器输出端负载开路，断开保护电路，接通14V 工频电源， 测量整流电路输入电压U2，滤波电路输出电压UI （稳压器输入电压）及输出电压U0。调节电位器RW ，观察U0的大小和变化情况，如果U0能跟随RW 线性变化，这说明稳压电路各反馈环路工作基本正常。否则，说明稳压电路有故障，因为稳压器是一个深度负反馈的闭环系统，只要环路中任一个环节出现故障（某管截止或饱和），稳压器就会失去自动调节作用。此时可分别检查基准电压UZ ，输入电压UI ，输出电压U0，以及比较放大器和调整管各电极的电位（主要是UBE 和UCE ），分析它们的工作状态是否都处在线性区，从而找出不能正常工作的原因。排除故障以后就可以进行下一步测试。

(2) 测量输出电压可调范围

接入负载RL （滑线变阻器），并调节RL ，使输出电流I0≈100mA 。再调节电位器RW ， 测量输出电压可调范围U0min ～U0max 。且使RW 动点在中间位置附近时U0＝12V 。若不满足要求，可适当调整R1、R2之值。

(3) 测量各级静态工作点

调节输出电压U0＝12V ，输出电流I0＝100mA ， 测量各级静态工作点，记入表9.2。 表9.2 U2＝14V U0＝12V I0＝100mA

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸设备。 2．注意人身安全和教具完好。 3．严禁未经许可，擅自板动教具。 4．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结

项目10 编码器和译码器观摩

一、目的和要求

1. 研究编码器、译码器的分类、作用。

2. 掌握编码器、译码器的工作原理及作用。

二、实训课时

实训共安排2课时。

三、实训条件

多媒体教室

四、原理与应用

编码器（encoder ）是将信号（如比特流）或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。 编码器把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺．按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种．接触式采用电刷输出，一电刷接触导电区或绝缘区来表示代码的状态是"1”还是“0”；非接触式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件时以透光区和不透光区来表示代码的状态是"1”还是"0”，通过"1”和“0”的二进制编码来将采集来的物理信号转换为机器码可读取的电信号用以通讯、传输和储存。

按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。

译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。译码器是将一种编码转换为另一种编码的逻辑电路，学习译码器必须与各种编码打交道。从广义的角度看，译码器有四类：

二进制码译码器，也称最小项译码器，N 中取一译码器，最小项译码器一般是将二进制码译为十进制码；

代码转换译码器，是从一种编码转换为另一种编码；

显示译码器，一般是将一种编码译成十进制码或特定的编码，并通过显示器件将译码器的状态显示出来。

五、实训步骤

教学环节1：编码器

教师活动：采用多媒体演示并讲解编码器的分类、作用和原理；

学生活动：通过观察其结构，分析安装使用注意事项。

能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。

教学环节2：译码器

教师活动：采用多媒体演示并讲解译码器的分类、作用和原理；

学生活动：通过观察其结构，分析其特性。

能力培养：培养学生的观察能力和分析问题能力。

六、安全注意事项

1．遵守实验室规章制度，未经许可，不得移动和拆卸设备。

2．注意人身安全和教具完好。

3．严禁未经许可，擅自板动教具。

4．严格按照本书相关要求进行操作。

七、实训小结