汽車電工的基礎知識

15/15汽車電工的基礎知識

．電阻損壞的特點及檢測方法

1.電阻損壞的特點

電阻是電器設備中數(shù)量最多的元件，但不是損壞率最高的元件。電阻損壞以開路最常見，阻值變大較少見，阻值變小十分少見。常見的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險電阻幾種。前兩種電阻應用最廣，其損壞的特點一是低阻值（100Ω以下）和高阻值（100kΩ以上）的損壞率較高，中間阻值（如幾百歐到幾十千歐）的極少損壞；二是低阻值電阻損壞時往往是燒焦發(fā)黑，很容易發(fā)現(xiàn)，而高阻值電阻損壞時很少有痕跡。線繞電阻一般用作大電流限流，阻值不大。圓柱形線繞電阻燒壞時有的會發(fā)黑或表面爆皮、裂紋，有的沒有痕跡。水泥電阻是線繞電阻的一種，燒壞時可能會斷裂，否則也沒有可見痕跡。保險電阻燒壞時有的表面會炸掉一塊皮，有的也沒有什么痕跡，但絕不會燒焦發(fā)黑。

1.電阻的檢測方法

1）檢查萬用表電池

方法如下：將擋位旋鈕依次置于電阻擋R×1?和R×10K擋，然后將紅、黑測試筆短接。旋轉(zhuǎn)歐姆調(diào)零電位器，觀察指針是否指向零（MF47型萬用表如R×1?擋，指針不能校零，則更換萬用表的1.5V電池。如R×10?擋，指針不能校零，更換9V電池。）

2）選擇適當倍率擋

測量某一電阻器的阻值時，要依據(jù)電阻器的阻值正確選擇倍率擋，按萬用表使用方法規(guī)定，萬用表指針應在全刻度的中心部分讀數(shù)才較準確。測量時電阻器的阻值是萬用表上刻度的數(shù)值與倍率的乘積。如測量一電阻器，所選倍率為R×1，刻度數(shù)值為9.4，該電阻器電阻值為R=9.4×1=9.4?。

3）電阻擋調(diào)零

在測量電阻之前必須進行電阻擋調(diào)零。其方法如檢查電池方法一樣（短接紅黑測試筆），在測量電阻時，每更換一次倍率擋后，都必須重新調(diào)零。

2．測量前的準備工作

將兩表筆（不分正負）分別與電阻的兩端引腳相接即可測出實際電阻值。為了提高測量精度，根據(jù)被測電阻標稱值的大小來選擇量程。由于歐姆擋刻度的非線性關系，它的中間一段分度較為精細，因此應使指針指示值盡可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20%—80%弧度范圍內(nèi)，以使測量更準確。根據(jù)電阻誤差等級不同。讀數(shù)與標稱阻值之間分別允許有±5%、±10%或±20%的誤差。如不相符，超出誤差范圍，則說明該電阻器變值了。

注意事項：測試時，特別是在測幾十KΩ以上阻值的電阻時，手不要觸及表筆和電阻的導電部分；被檢測的電阻人電路板中焊下來，至少要焊開一個引腳，以免電路中的其他元件對測試產(chǎn)生影響，造成測量誤差；色環(huán)電阻的阻值雖然能以色環(huán)標志來確定，但在使用時最好還是用萬用表測試下其實際阻值。

根據(jù)以上特點，在檢查電阻時可有所側(cè)重，快速找出損壞的電阻。

二．電解電容損壞的特點及檢測方法

1.電解電容的損壞特點

電解電容在電器設備中的用量很大，故障率很高。電解電容損壞有以下幾種表現(xiàn)：一是完全失去容量或容量變??；二是輕微或嚴重漏電；三是失去容量或容量變小兼有漏電。查找損壞的電解電容方法有：

（1）看：有的電容損壞時會漏液，電容下面的電路板表面甚至電容外表都會有一層油漬，這種電容絕對不能再用；有的電容損壞后會鼓起，這種電容也不能繼續(xù)使用；

（2）摸：開機后有些漏電嚴重的電解電容會發(fā)熱，用手指觸摸時甚至會燙手，這種電容必須更換；

（3）電解電容內(nèi)部有電解液，長時間烘烤會使電解液變干，導致電容量減小，所以要重點檢查散熱片及大功率元器件附近的電容，離其越近，損壞的可能性就越大。

2.電解電容的檢測方法

因為電解電容的容量比一般固定電容大得多，所以，測量時，應針對不同容量選用合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗，一般情況下，470nF-—10μF間的電容，可用R×1k擋測量；10μF—300μF的電容可用R×100擋測量；300μF以上的電容可用R×1或R×10擋測量。

在檢測電解電容器時，要先對電容器放電，特別是對于大容量的電解電容器，可以直接短路兩個引腳進行放電。然后萬用表紅表筆接負極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度(對于同一電阻擋，容量越大，擺幅越大)，接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置。此時的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大于反向漏電阻。實際使用經(jīng)驗表明，電解電容的漏電阻一般應在幾百kΩ以上，否則，將不能正常工作。在測試中，若正向、反向均無充電的現(xiàn)象，即表針不動，則說明容量消失或內(nèi)部斷路；如果所測阻值很小或為零，說明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。

三.半導體器件損壞的特點

1.半導體器件損壞的特點

二、三極管的損壞一般是PN結(jié)擊穿或開路，其中以擊穿短路居多。此外還有兩種損壞表現(xiàn)：一是熱穩(wěn)定性變差，表現(xiàn)為開機時正常，工作一段時間后，發(fā)生軟擊穿；另一種是PN結(jié)的特性變差。

2．半導體器件的檢測方法

用萬用表R×1k測，各PN結(jié)均正常，但上機后不能正常工作，如果用R×10或R×1低量程檔測，就會發(fā)現(xiàn)其PN結(jié)正向阻值比正常值大。測量二、三極管可以用指針萬用表在路測量，較準確的方法是：將萬用表置R×10或R×1檔（一般用R×10檔，不明顯時再用R×1檔）在路測二、三極管的PN結(jié)正、反向電阻，如果正向電阻不太大（相對正常值），反向電阻足夠大（相對正向值），表明該PN結(jié)正常，反之就值得懷疑，需焊下后再測。這是因為一般電路的二、三極管外圍電阻大多在幾百、幾千歐以上，用萬用表低阻值檔在路測量，可以基本忽略外圍電阻對PN結(jié)電阻的影響。

四.集成電路損壞的特點

集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，功能很多，任何一部分損壞都無法正常工作。集成電路的損壞也有兩種：徹底損壞、熱穩(wěn)定性不良。徹底損壞時，可將其拆下，與正常同型號集成電路對比測其每一引腳對地的正、反向電阻，總能找到其中一只或幾只引腳阻值異常。對熱穩(wěn)定性差的，可以在設備工作時，用無水酒精冷卻被懷疑的集成電路，如果故障發(fā)生時間推遲或不再發(fā)生故障，即可判定。通常只能更換新集成電路來排除。

用指針萬用表測電容的幾種方法

在家電維修過程中，因電容漏電或容量變化而引發(fā)的故障可謂屢見不鮮且故障現(xiàn)象各異。一般的指針萬用表和部分數(shù)字萬用表都無法測量電容，特別是那些小電容，給維修造成很大的不便。在此，我給大家介紹幾種小容量電容的測量方法，供參考。

方法l：找一個β≥250的晶體三極管(要求穿透電流要小)，如一時找不到，可用兩只同型號的三極管復合成達林頓形式，見圖1。將被測電容并接在三極管的c-e結(jié)(若為有極性電容則電容正極接三極管c極)，然后用萬用表R×10k擋，黑表筆接c極，紅筆接e極，見圖2，觀察表針瞬時擺動程度。照此法用幾個已知容量的正常(高精確度)的電容反復測試，記錄下表針每次的瞬時最大擺動幅值，l進行處理計算，算出表盤上每小格應代表的電容值，備日后參考之用。對電容進行測量時，通過對所測電容表針擺動幅度與參考幅度進行比較可判斷電容的好壞。方法2：找一個高精確度已知容量的電容(耐壓250V以上)和一個自耦輸出電壓可調(diào)的變壓器，見圖3。Cn為已知電容，Cx為待測電容，接好線通電之后測Cx與Cn上各自的分壓，但需注意電源變壓后的輸出電壓不應大于Cx的耐壓。此時可根據(jù)公式Uo／Ux=Co／Cx推算出Cx的容量。若Cx的耐壓在300V以上，則可直接將兩只串聯(lián)電容接于220V的交流電源(注：此法只適應非極性電容)。

方法3：若電容耐壓在400V以上且只需估測電容容量，則可按圖4接線，讓被測電容與萬用表某一表筆串接后，將萬用表撥到電壓擋(250V)測交流電壓，如此用多個已知電容測試，記住表針擺動幅度，這樣可為以后估測電容提供依據(jù)(注：此法只限非極性電容)。

方法4：電解電容的測量。因電解電容存在極性問題，可照圖5接一個半波整流二極管，根據(jù)被測電容的耐壓適當選擇自耦變壓器的輸出電壓。Co為已知容量的電解電容，cx為待測電容，照圖接線測量后，根據(jù)公式Co／Cx=U0／Uv可算出Cx容量。

三極管的管腳必須正確辨認,否則,接入電路不但不能正常工作,還可能燒壞晶體管。己知三極管類型及電極,指針式萬用表判別晶體管好壞的方法如下:

①測NPN三極管:將萬用表歐姆擋置"R×100"或"R×lk"處,把黑表筆接在基極上,將紅表筆先后接在其余兩個極上,如果兩次測得的電阻值都較小,再將紅表筆接在基極上,將黑表筆先后接在其余兩個極上,如果兩次測得的電阻值都很大,則說明三極管是好的。

②測PNP三極管:將萬用表歐姆擋置"R×100"或"R×lk"處,把紅表筆接在基極上,將黑表筆先后接在其余兩個極上,如果兩次測得的電阻值都較小,再將黑表筆接在基極上,將紅表筆先后接在其余兩個極上,如果兩次測得的電阻值都很大,則說明三極管是好的。

當三極管上標記不清楚時,可以用萬用表來初步確定三極管的好壞及類型(NPN型還是PNP型),并辨別出e、b、c三個電極。測試方法如下:

①用指針式萬用表判斷基極b和三極管的類型:將萬用表歐姆擋置"R×100"或"R×lk"處,先假設三極管的某極為"基極",并把黑表筆接在假設的基極上,將紅表筆先后接在其余兩個極上,如果兩次測得的電阻值都很小(或約為幾百歐至幾千歐),則假設的基極是正確的,且被測三極管為NPN型管；同上,如果兩次測得的電阻值都很大(約為幾千歐至幾十千歐),則假設的基極是正確的,且被測三極管為PNP型管。如果兩次測得的電阻值是一大一小,則原來假設的基極是錯誤的,這時必須重新假設另一電極為"基極"，再重復上述測試。

②判斷集電極c和發(fā)射極e:仍將指針式萬用表歐姆擋置"R×100"或"R×1k"處,以NPN管為例,把黑表筆接在假設的集電極c上,紅表筆接到假設的發(fā)射極e上,并用手捏住b和c極(不能使b、c直接接觸),通過人體,相當b、C之間接入偏置電阻,如圖5-27(a)所示。讀出表頭所示的阻值,然后將兩表筆反接重測。若第一次測得的阻值比第二次小,說明原假設成立,因為c、e問電阻值小說明通過萬用表的電流大,偏置正常。其等效電路如圖5-27(b)所示,圖中VCC是表內(nèi)電阻擋提供的電池,R為表內(nèi)阻,Rm為人體電阻。用數(shù)字萬用表測二極管的擋位也能檢測三極管的PN結(jié),可以很方便地確定三極管的好壞及類型,但要注意,與指針式萬用表不同,數(shù)字式萬用表紅表筆為內(nèi)部電池的正端。例:當把紅表筆接在假設的基極上,而將黑表筆先后接到其余兩個極上,如果表顯示通〈硅管正向壓降在0.6V左右),則假設的基極是正確的,且被測三極管為NPN型管。

數(shù)字式萬用表一般都有測三極管放大倍數(shù)的擋位(hFE),使用時,先確認晶體管類型,然后將被測管子e、b、c三腳分別插入數(shù)字式萬用表面板對應的三極管插孔中,表顯示出hFE的近似值。

以上介紹的方法是比較簡單的測試,要想進一步精確測試可以使用晶體管圖示儀,它能十分清楚地顯示出三極管的特性曲線及電流放大倍數(shù)等。

二極管符號二極管（國標）二極管的判別及參數(shù)1.簡述半導體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì)，它不像導體一樣能夠完全導電，又不像絕緣體那樣不能導電，它介于兩者之間，所以稱為半導體。半導體最重要的兩種元素是硅(讀“guī”)和鍺(讀“zhě”)。我們常聽說的美國硅谷，就是因為那里有好多家半導體廠商。二極管應該算是半導體器件家族中的元老了。很久以前，人們熱衷于裝配一種礦石收音機來收聽無線電廣播，這種礦石后來就被做成了晶體二極管。

二極管最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦?，就是說電流只能從一邊過去，卻不能從另一邊過來(從正極流向負極)。我們用萬用表來對常見的1N4001型硅整流二極管進行測量，紅表筆接二極管的負極，黑表筆接二極管的正極時，表針會動，說明它能夠?qū)щ?；然后將黑表筆接二極管負極，紅表筆接二極管正極，這時萬用表的表針根本不動或者只偏轉(zhuǎn)一點點，說明導電不良(萬用表里面，黑表筆接的是內(nèi)部電池的正極)。常見的幾種二極管中有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等幾種。像它的名字，二極管有兩個電極，并且分為正負極，一般把極性標示在二極管的外殼上。大多數(shù)用一個不同顏色的環(huán)來表示負極，有的直接標上“—”號。大功率二極管多采用金屬封裝，并且有個螺母以便固定在散熱器上。?

2．半導體二極管的極性判別及選用(1)半導體二極管的極性判別一般情況下，二極管有色點的一端為正極，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內(nèi)部連觸絲的一頭是正極，連半導體片的一頭是負極。塑封二極管有圓環(huán)標志的是負極，如IN4000系列。無標記的二極管，則可用萬用表電阻擋來判別正、負極，萬用表電阻擋示意圖見圖T304。根據(jù)二極管正向電阻小，反向電阻大的特點，將萬用表撥到電阻擋(一般用R×100或R×1k擋。不要用R×1或R×10k擋，因為R×1擋使用的電流太大，容易燒壞管子，而R×10k擋使用的電壓太高，可能擊穿管子)。用表筆分別與二極管的兩極相接，測出兩個阻值。在所測得阻值較小的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的正極。同理，在所測得較大阻值的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的負極。如果測得的正、反向電阻均很小，說明管子內(nèi)部短路；若正、反向電阻均很大，則說明管子內(nèi)部開路。在這兩種情況下，管子就不能使用了。(2)半導體二極管的選用通常小功率鍺二極管的正向電阻值為300～500Ω，硅管為1kΩ或更大些。鍺管反向電阻為幾十千歐，硅管反向電阻在500kΩ以上(大功率二極管的數(shù)值要大得多)。正反向電阻差值越大越好。點接觸二極管的工作頻率高，不能承受較高的電壓和通過較大的電流，多用于檢波、小電流整流或高頻開關電路。面接觸二極管的工作電流和能承受的功率都較大，但適用的頻率較低，多用于整流、穩(wěn)壓、低頻開關電路等方面。選用整流二極管時，既要考慮正向電壓，也要考慮反向飽和電流和最大反向電壓。選用檢波二極管時，要求工作頻率高，正向電阻小，以保證較高的工作效率，特性曲線要好，避免引起過大的失真。3．半導體分立元器件命名方法利用二極管單向?qū)щ姷奶匦裕Ｓ枚O管作整流器，把交流電變?yōu)橹绷麟?，即只讓交流電的正半?或負半周)通過，再用電容器濾波形成平滑的直流。事實上好多電器的電源部分都是這樣的。二極管也用來做檢波器，把高頻信號中的有用信號“檢出來”，老式收音機中會有一個“檢波二極管”，一般用2AP9型鍺管。二極管的類型也有好幾種，對于電子整理來說，常常用到以下的二極管：用于穩(wěn)壓的穩(wěn)壓二極管，用于數(shù)字電路的開關二極管，用于調(diào)諧的變?nèi)荻O管，以及光電二極管等，最?？匆姷氖前l(fā)光二極管。1．發(fā)光二極管(1)符號

(2)發(fā)光二極管發(fā)光二極管在日常生活電器中無處不在，它能夠發(fā)光，有紅色、綠色和黃色等，有直徑為3mm或5mm圓形的，也有規(guī)格為2×5mm長方形的。與普通二極管一樣，發(fā)光二極管也是由半導體材料制成的，也具有單向?qū)щ姷男再|(zhì)，即只有極性正確才能發(fā)光。發(fā)光二極管的發(fā)光顏色一般和它本身的顏色相同，但是近年來出現(xiàn)了透明的發(fā)光管，它也能發(fā)出紅黃綠等顏色的光，只有通電了才能知道。辨別發(fā)光二極管正負極的方法，有實驗法和目測法。實驗法就是通電看看能不能發(fā)光，若不能就是極性接錯或是發(fā)光管損壞。注意發(fā)光二極管是一種電流型器件，雖然在它的兩端直接接上3V的電壓后能夠發(fā)光，但容易損壞，在實際使用中一定要串接限流電阻，工作電流根據(jù)型號不同一般為1mA到30mA。另外，由于發(fā)光二極管的導通電壓一般為1.7V以上，所以一節(jié)1.5V的電池不能點亮發(fā)光二極管。同樣，一般萬用表的R×1擋到R×1k擋均不能測試發(fā)光二極管，而R×10k擋由于使用15V的電池，能把有的發(fā)光管點亮。用眼睛來觀察發(fā)光二極管，可以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的兩個電極一大一小。一般來說，電極較小、個頭較矮的一個是發(fā)光二極管的正極，電極較大的一個是它的負極。若是新買來腳較長的一個是正極。

(3)發(fā)光二極管的伏安特性發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，但它的正向壓降較大，并在正向壓降達到一定值時發(fā)光。發(fā)光顏色和構(gòu)成PN結(jié)的材料有關，通常有紅、黃、綠、藍和紫等顏色。發(fā)光亮度近似和工作電流密度成正比，但摻雜ZnO和GaP的發(fā)光二極管，其發(fā)光亮度隨電流密度的增加會很快趨向飽和。另外，隨結(jié)溫的升高，LED的發(fā)光亮度將會減弱。

由于發(fā)光二極管的響應時間(光信號對電信號的延遲時間)一般小于100ns，故直流信號、交流信號或脈沖信號均可作為它的驅(qū)動信號。國產(chǎn)LED器件用FG×1×2×3×4×5×6命名，其中×1表示材料，×1取值1，2，3分別對應LED的材料為GaAsP，GaAsAl和GaP?！?表示發(fā)光顏色，×2取1~6時表示發(fā)光顏色為紅、橙、黃、綠、藍和復色，×3表示封裝形式?！?表示外形，取0~6各整數(shù)時，分別指發(fā)光二極管的外形為圓形、長方形、符號形、三角形、正方形、組合形和特殊形?！?×6為序號。使用發(fā)光二極管時，若用電壓源驅(qū)動，則應在電路中串接限流電阻，以防止LED中電流過大而損壞。用交流信號驅(qū)動時，為防止LED被反向擊穿，可在兩端反極性并連整流二極管。幾種紅色發(fā)光二極管的參數(shù)見表B313。

2．Z310半導體發(fā)光器件：LED數(shù)碼管常用的LED數(shù)碼管如圖T310(a)所示。它是利用發(fā)光二極管的制造工藝，由7個條狀管芯和一個點狀管芯的發(fā)光二極管制成。LED數(shù)碼管有兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，其等效電路分別如圖T311所示。各段發(fā)光二極管的陽極連在一起作為公共端，因此稱為共陽極數(shù)碼管。工作時應當將陽極連電源正極，各驅(qū)動輸入端通過限流電阻接相應的譯碼驅(qū)動器的輸出。當譯碼驅(qū)動器的輸出為低電平時，數(shù)碼管相應的段變亮。

LED數(shù)碼管各段發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，只是正向壓降稍大，在正向電流達到適當大小時就能發(fā)光。在一定范圍內(nèi)，發(fā)光亮度和正向電流的大小近似成正比，但正向電流應小于允許的最大電流，并應留有適當?shù)脑Ａ?，一般以不超過極限電流的70%為宜。因此，它的驅(qū)動輸入端和譯碼電路或電壓源相連時，應當串接合適的限流電阻，以免損壞器件。表B314列出了幾種數(shù)碼管的參數(shù)。

LED數(shù)碼管的大小規(guī)格很多，一般尺寸大的工作電壓也大，這是因為大尺寸數(shù)碼管的每一段可能是由幾個發(fā)光二極管串聯(lián)組成，稱為導光柱型。國產(chǎn)LED數(shù)碼管的管腳排列規(guī)格很多，因此，使用時除查產(chǎn)品說明書外，主要采用實測的方法來確定各管腳的功能，下面以共陽極數(shù)碼管為例來說明。先按圖T312準備好測試線路，把數(shù)碼管的左下角接地，再使A端逐個和其它管腳接觸。若A端和所有管腳都已接觸過，而數(shù)碼管各段全不亮，則左下角管腳即為陽極或空腳(設數(shù)碼管是好的)。若A端接觸管腳時數(shù)碼管上某段變亮，則A端接觸的管腳為陽極。然后使A和陽極連好，用地線分別接觸陽極以外的各管腳，相應的段就會變亮，從而可確定管腳和顯示段間的對應關系。3．Z312半導體光敏器件：光敏HYPERLINK"bbb: