电子科技协会开课手册 - 副本

电子科技协会开课培训资料

(2011-2012学年上学期开课资料)

目录

一、常用电子元器件

1、电阻

2、电容

二、开课内容

1、常用工具和电子元件介绍

2、可调电源的制作

3、光控开关的制作

4、流水灯的制作

三、家电维修

1、家电维修基本常识

2、台灯维修

3、电风扇维修

4、电吹风维修

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协会简介

广东工业大学电子科技协会是一个由在校电子科技爱好者组成的团体，每年接收新会员300多人，并拥有三个电子科技协会专用实验室，内有示波器、函数信号发生器等仪器仪表及以往大赛获奖作品。电子科技协会现与华南理工大学无协为广州高校电子联盟的主席团成员。

本协会的宗旨：团结我校电子科技爱好者，为他们提供一个能够交流、进步和施展一技之长的舞台,促进交流，提高会员的电子科技水平。

本协会的重点放在提高学生的理论水平和实践能力上，并从中培养出一批优秀的人才代表院系或学校参加相关方面的大赛。并且协会邀请老师开课指导学生参加全国/全省电子设计大赛、、广东省物理实验大赛、挑战杯等高水平比赛。

电子科技协会创始人之一黄桂标书记（已退休）曾以“为国为民，求真求实，创新创业，成才成人”十六字慰勉电协。电协人会一如既往，为广工大、为祖国的发展作贡献。

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电子设计所需的理论知识有：电路、模电、数电、单片机、高频电路、ARM、FPGA等等。

只有清楚地掌握一定理论知识，设计起来才会更加的流畅和完美，虽然说我

们电协最主要是以实际操作为主，但是遇到不懂的，私下要去补上相应的理论知

识，只有这样你们才有可能自己去设计电路的。

一、常用电子元器件资料(图解)

电容

电容器俗称电容。它是在两个金属电机之间夹了一层电介质构成。所以它具有了存储电荷的能力。所以在理论上，它对直流电流具有隔断的作用，而交流电流则可以通过，随着交流频率越高，它通过电流的能力也越强。一些常用电容器外观见图1。

图(1)

电容在电子线路中也是广泛应用的器件之一。我们多采用它来滤波、隔直、交流耦合、交流旁路等，也用它和电感元件一起组成振荡电路。

电容的分类：

按照电介质的不同，电容有很多种。我们常见、常用的电容主要有：

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名称优点缺点主要应用瓷片电容

体积特别小，高频损耗少，

耐高温，价格低廉

容量小普遍应用

涤纶电容体积小，容量大

电解电容容量特别大铝电解电容漏电大，容

量不准确。钽电解电容

性能好但价格高

耦合、滤波

云母电容

性能稳定，耐高温、高压。

高频性能好

价格高发光二极管

纸介电容

体积较小，容量较大、价

格低

高频性能较差

我们在大多数的电子制作中，经常应用的是瓷片电容和电解电容。

按照结构的不同，我们将容量固定的电容称为固定电容，而可以调节的称为可调或半可调电容。普通收音机选台的就是使用可变电容。

我们在线路图中常用“C”来代表电容，用图2的符号来表示固定电容，用

图3的符号来表示半可变电容，图4表示可变电容，图5表示双联可变电容。

电解电容一般容量比较大，从1UF到10000UF都比较常见，它是有正负极之分的电容元件，在使用中正极节高电位端，负极接低电位端，不能够反接。电解电容又分为

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铝电解、钽电解、铌电解，市面常见的是前两种，其中钽电解常被一些音响发烧友用于

音响系统。电解电容我们常用图6的符号表示。

图6：电解电容的标示符号

电容的主要性能参数：

1、电容标称容量。描述电容容量大小的参数，单位为“法（F）”。在实际应用中，以“法”出现的电容很少见到，我们常用的、常见的是其他拓展单位：“微法”（μF）和

“皮法”(pf)。其单位换算公式：

1F=1,000,000μF (106μF)=1,000,000,000,000pF (1012pF)

2、耐压。也叫额定工作电压。是指电容规定的温度范围内，它能够长期可靠工作承受

的加在它两极的最高电压。又区分为直流工作电压和交流工作电压。这个指标当然是越高越好，在其他性能一样的情况下，高耐压的可以直接替代低耐压的，反之则不能。

3、漏电电阻。电容中的电介质不是绝对绝缘的，当通上直流电的时候，或多或少地会有电流的通过，我们称之为漏电。当漏电情况教大时，电容发热甚至会导致电容损坏。

电容的规格标注方法：

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我们在实际应用过程中，常常需要对电容的容量和其它参数进行选择。电容的容量标注方法同电阻一样，也是采用直标法（数字直接表示）和色标法两种。但直标法需要注意的是有一些这样的差异：

1）我们在瓷片电容上经常看到如图7这样103，224等这样的标注。这种并不表示该电容容量为103PF或224PF。它的容量应为：前两位读数后加上第3位数字表示的“0”数。例如：

103=10*1000=10000pF

224=22*10,000=220,000pF=0.22μF

2）在电解电容上有正负极的区分，一般都有如图8所示的标示。还有一种普遍的识

别方法：对未剪腿的电解电容，腿长的一边为正极。电解电容一般采用直标法，它的

容量不需要换算。注意的是在容量下方一般还标注了耐压值和工作温度。见图9。

图8 图9

电容的串联与并联：

电容的串联（图10）与并联（图11）使用，也会改变线路上电容容量。与电阻相反：

C1、C2 C1

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电容串联

C2

电容并联

电容并联使用时，线路上的实际容量等于各电容之和。即：C1=C1+C2

电容串联使用时，线路上的实际容量计算公式为：C=1/（1/C1+1/C2）

电阻

一、电阻与欧姆定律：

电阻器我们习惯称之为电阻。它是电子设备中最常应用的电子元件。

电阻对直流电及交流电都呈现相同的阻力。这种阻力通过的运动形态通过欧姆定律的数学公式描述：

I（电流）=V（电压）/R（电阻）

这个公式表明：线路上通过电阻的电流与电阻的阻值成反比，而与加在两端

的电压成正比。

在电子线路中，我们常用英文字母R或如图1的符号来表示电阻：

R

二、电阻的串联与并联：

1、电阻的串联（图2）：

R1

根据摩尔定律，在同一条线路上的电流是固定的，而A、B两端上的电压等于R1、R2

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两端电压之和，根据欧姆定律，A、B两端的总电阻（R）：

R*I=R1*I+R2*I

所以：R="R1"+R2 结论1：线路上串联的电阻总阻值等于各串联电阻阻值之和。

结论2：线路上串联电阻的总阻值肯定比线路中任何电阻的阻值大。

2、电阻的并联（图3）：

根据摩尔定律，在本线路中A、B两端的电压与R1、R2两端的电压一样，

而总电流为分别通过R1、R2电阻的电流之和。所以根据欧姆定律：

R*I=R1*I1=R2*I2

并且：I="I1"+I2

可推出：1/R=1/R1+1/R2

结论1：A、B两端总电阻（R）：R="R1"*R2/（R1+R2）

结论2：并联线路上的电阻总值比线路中任何分路的阻值均小。

根据以上特性，我们经常在电子电路中使用电阻来进行分压、分流、滤波、阻抗匹配等工作。

三、电阻的种类：

在电子设备的实际应用中，我们按照电阻制作的材料进行不同的分类。常见的种类与- 9 -

性能特点如下表1：

种类优点

碳膜电阻较好的稳定性和适应性，并且价格便宜

金属膜电阻各方面性能比属膜电阻更好，常用于精密设备线绕电阻阻值精确，承受功率大

外观参见图4。

图4

也可按照电阻的阻值特性分类。不能调节的，我们称之为固定电阻。而

可以调节的，我们称之为可调电阻。而常见的例如收音机音量调节的，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器（图5），将另文介绍。

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图5

除了以上介绍的外，我们也还会用到一些特殊的电阻元件。这些电阻元件的特点

是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。例如：受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻，还有热敏、气敏、电敏等等。

下面是一些相关电阻的图片（图6）：

图6

四、电阻的参数：

对于固定电阻，主要的参数指标有两个：阻值、功率。

阻值：描述电阻对电流的阻碍能力的数学表达，单位为：欧姆。我们也常用希腊

字母Ω表示。我们也常见到KΩ（千欧）、MΩ（兆欧）的标识，其换算公式如下：

1MΩ=1,000KΩ=1,000,000Ω在我们的实际应用中，常常见到电阻阻值的两种标注方式：一种是数字与单位- 11 -

直接标注的方式（如图7），另一种是利用色环来标注其阻值的方式（如图8），我们称之为色标法，它也分两种：分别为4环电阻与5环电阻，数值的读取方法、颜色与数值的对应关系（见图8）：

如图7

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见图8

功率：标准叫法是额定功率，是指电阻在一定条件下（压力、温度等）长期连续

工作能够允许承受的最大功率。所以我们在一些电路中必须注意电阻功率的选择，否则由于电阻承受能力问题导致电阻损坏，甚至可能导致设备其它元器件的损坏。在实际应用中可以用功率大的同阻值电阻替代小功率电阻，但反之则需要慎重考虑。

二、开课内容部分

1、常用工具和电子元件介绍

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电阻及常用元件

电阻是我们电子元件当中使用最多，使用最频繁的元件，它的种类分为很多种：按封装（外观）来分，可分为直插式跟贴片式两大类；按材料的不同可分为碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属养化膜电阻器、合成膜电阻器等等；我们平时用的最多的是金属膜电阻跟贴片电阻。

电阻作用：主要职能就是阻碍电流流过,应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等.数字电路中功能有上拉电阻和下拉电阻。

1TΩ=1000GΩ 1GM=1000MΩ 1MΩ=1000000Ω 1KΩ=1000Ω我们除了可以通过万用表等仪器来测出阻值外，还有直接读数法，以下介绍两种：

读色环法

用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级.普通电阻一般用4环,精密电阻用5环，对温度要求较高的用6环，目前多用5环的金属膜电阻。

金色、银色、无色另

有作用

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记住：前三环依次读数，倒数第二个环表示0的个数，最后一环表示误差！

读数码法

数码法表示电阻的阻值多用于贴片式电阻上，用三位数字表示元件的标称值。从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10^n(n=0～8)。当n=9时为特例，表示10^(-1)。

该图表示2*(10^0)=20Ω的

阻值

以上介绍了电阻器，选用电阻元件还要考虑很多方面，比如标称值，不在标称值范围内的电阻在市场上是找不到的，另外用途不同还分为：光敏电阻、压敏电阻、热敏电阻等等。常用的元件还有很多，比如电容、电感，电容又分瓷片电容、涤纶电容、电解电容、云母电容、纸介电容，还有二极管、三极管、集成IC等等电子元件。总结一下，基本的电子元件有：电阻、电容、二极管、三极管、集成IC、、、、、、

一、电烙铁的使用

1、烙铁的使用注意事项

（1）新买的烙铁在使用之前必须先给它蘸上一层锡（给铬铁通电，然后在烙铁加热到一定的时候就用锡条靠近烙铁头），使用久了的烙铁将烙铁头部锉亮，然后通电加热升温，并将烙铁头蘸上一点松香，待松香冒烟时再上锡，使在烙铁头表面先镀上一层锡。

（2）电烙铁通电后温度高达250摄氏度以上，不用时应放在烙铁架上，长期不用就关掉电源。要防止电烙铁烫坏其他元器件，尤其是电源线，若其绝缘层被烙铁烧坏而不注意便容易引发安全事故。

（3）不要把电烙铁猛力敲打，以免震断电烙铁内部电热丝或引线而产生故障。

（4）电烙铁使用一段时间后，可能在烙铁头部有一层氧化块，应用细纹锉刀修得或者直接更换烙铁头。

2、焊接的正确方法如图一：

图一焊接五步法

（a）准备施焊准备好焊锡丝和烙铁。此时特别强调的是烙铁头部要保持干净，即可以沾上焊锡（俗称吃锡）。

（b）加热焊件将烙铁接触焊接点，注意首先要保持烙铁加热焊件各部分，例如印制板上引线和焊盘都使之受热，其次要注意让烙铁头的扁平部分（较大部分）接触热容量较大的焊件，烙铁头的侧面或边缘部分接触热容量较小的焊件，以保持焊件均匀受热。

（c）熔化焊料当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点，焊料开始熔化并润湿焊点。

（d）移开焊锡当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。

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（e）移开烙铁当焊锡完全润湿焊点后移开烙铁，注意移开烙铁的方向应该是大致45度的方向。

二、熟练使用万用表等工具

平时我们做电子制作的时候，经常要用到一些辅助工具来测量、调试电路，比如万用表、示波器、频率计、函数信号发生器等等工具，特别是万用表，它是每一位接触电子的人必备的工具，它就好似一双眼睛，能够帮你看出电路中各种各样的值，检测出各种错误，大家一定要熟练使用，这些我们都会在平时的开课上会提到的，平时大家也可以自己上网找找。

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2、可调电源的制作

10uf 电解电容1个2kΩ电位器1个1N4007

整流二极管2个

LM317集成稳压芯片150Ω电阻1个103 瓷片电容1个

104 瓷片电容1个

万用版1块跳线2条电源变压器1个

锡线

表1 元件清单

电容器：电解电容引脚有正负之分，瓷片电容则没有。电解电容封装上的白色标记带对应引脚为负极，负极引脚较短。电解电容容量大小和耐压值都标在管壳上，而瓷片电容则用三位数码表示容量大小。三位数的前两位为有效数字，最后一位表示有效数字后面零的个数，单位是pF。如102表示1000pF；221表示220pF；104表示100000pF。

1法拉（F)=1000毫法（mF）=106微法（uF)

1微法（uF)=1000纳法（nF)=106皮法（pF）

电位器：电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化

规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷

组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量

成一定关系的电阻值或电压。电位器既可作三端元件使用

也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。

二极管：二极管具有单向导电性，二极管的阴极

（负极）在封装外壳用白色圈标示出来。用数字

万用表的“蜂鸣档”测试二极管，红表笔接二极管

的正极，黑表笔接二极管的负极，此时万用表上显

示导通压降，一般为700左右，单位毫伏。如果显

示“1”表示满量程，则二极管断路。红表笔接二极

管负极，黑表笔接二极管正极，若万用表显示不是

满量程“1”则二极管已击穿，不能使用。

LM317:LM317为集成稳压芯片，是可调节3端正电压稳压器，

在输出电压范围1.2伏到37伏时能够提供超过1.5安的电流，

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- 18 - 但是在没有接散热片的情况下不能接太大负载，以免烧坏芯片。

图1 可调电压稳压电路原理图

图中的输入为经变压器降压，再经整流、滤波后的电流。C1,C2,C3能够改善电路的波纹特性和瞬时响应，当输入端或输出端发生短路时，电容C2的放电将在R1上产生冲击电压，会危及稳压器的基准电压电路，因此需在R1两端并上D2以保护稳压器。当输入端发生短路时，C3通过稳压器的调整管放电，C3的电容量较大，则放电时的冲击电流很大，电压会通过稳压器内部的输出晶体管放电，可能会造成晶体管发射结反向击穿。为此，在稳压器两端并接D1。

LM317的输出端OUT 与调节端ADJ 保持1.25V 电压不变，流入调节端的电流很小，可认为流过R1和RP 的电流相等。故有：

V RP R U out )*1

25.125.1(+=

3、 光控开关的制作

元件表

名称

数量 名称 数量 名称 数量 发光二极管

1 光敏二极管 1 1k 电位器 1 三极管s8050

2 470欧电阻 1

二极管：

二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中

常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。

另有稳压二极管、变容二极管、发光二极管、阻尼二极管、光敏二极管、压敏二极管、气敏二极管等等专用半导体器件，希望深入了解的同学可以百度查找相关资料。

三极管：

三极管是一种控制元件，主要用来控制电

流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极

(B)输入，从集电极(C)输出，发射极(E)接地），

当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电

流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB

的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，

基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反

之，基极电流IB越小，集电极电流IC也越小，

即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电

极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就

是三极管的放大作用。

IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管

的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化

量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百

倍。

三极管在放大信号时，首先要进入导通状

态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏

置，否则会放大失真。使NPN三极管工作在

放大区，使Uc>Ub；Ube>0.7v。

仅供参考，请参考有关书籍。

光敏二极管

光敏二极管与光敏电阻：从电子设计的作用看，他们都是光敏传感器，这是相同之处，他们的区别在于光敏二极管，是利用材料的光特性实现二

极管的开关功能。光敏电阻，是利用材料的光特性实现可变电阻的功能。

在无光照射时，光敏二极管的伏安特性和普通二极管基本相似，此时的反向饱和电流叫暗电流，一般小于0.1uA。

在有光照时，其反向电流将随一定的光照强度的增加而线性增加，这时的反向电流又叫光电流。一般能大于100uA,而且对于一定的光照强度

下，光敏二极管相当于一个恒流源。

发光二极管

发光二极管简称为LED，与小白炽灯泡和氖灯相比，发

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- 20 - 光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；而且发光强度比较好控制。

一般发光二极管有红、黄、蓝、绿、白5种颜色；其中红色和黄色的发光二极管的工作电压是2伏的，其他颜色的工作电压一般是3伏，一般的发光二极管的工作电流是20毫安，因此用5V 电源时要注意串联一个电阻,否则会烧坏的。

辨别小功率发光二极管的好坏或者辨别颜色时，可以用数字万用表的蜂鸣档进行辨别，因为数字万用表的蜂鸣档里面能提供几伏特的电压。大功率的发光二极管则需另用电源了。

另外，有的发光二极管和光敏二极管外观无法分别，但是可以用数字万用表的蜂鸣档进行辨别，能点亮的是发光二极管。

光敏二极管与发光二极管“正”、“负”端的辨别

一般判别光敏二极管或者发光二极管会用 长

脚为“正”，短脚为“负”，去判断，但是长短脚

是厂家自己定义的，有时候会不按照这种一般

性，现在提出一种权威的辨别方法，就是看发

光二极管两极面积，面积大的为“负”，面积小

的为“正”；这是结构所决定的，改不了，所以

就不会错了

光控开关电路图

（使NPN 三极管正常放大，建立偏置，使NPN 三极管工作在放大区，即 Uc>Ub ；Ube>0.7v ）

实验结果，当光线比较强时，光敏

二极管光电流大于ID=200uA ，就以

200uA 计算，如果三极管Q1正常放

大（放大倍数β=200），IR1=β×

200uA=40mA ，则UR1= IR1×

1K=40V>5V,这显然不可能，因为

UR1最大为5V ，所以三极管工作在

饱和区，此时UB 约为0V ，三极管

Q2就不导通了，这时LED 灯不亮；

当光线较弱时，光敏二极管光电流

ID 小于10uA ，就以10uA 计算，

UR1=β×10 uA ×1K =2V ，所以

UB>5v-2v=3v ，此时三极管Q2将导

通将LED 点亮。

面积小的为“正” 面积大为“负”