第一章 电工基础知识
(完整版)电工理论基本知识
P3 第一章电工基础知识本章介绍电工理论基本知识，这些知识是学习电气专业知识所必需的基础。
主要内容包括：直流电路及基本物理量,磁场及电磁感应、正弦交流电路、三相正弦交流电路。
第一节直流电路及基本物理量一、直流电路电路是由电气设备和电器元件按一定方式组成的，它为电流的流通提供了路径。
根据电路中电流的性质不同，电路可分为直流电路和交流电路。
电路中，电流的大小及方向都不随时间变化的电路，称为直流电路；电流的大小及方向随时间变化的电路,称为交流电路。
电路的种类很多，不论结构简单还是复杂,电路都包含以下三个基本组成部分。
1. 电源电路中，供给电路能源的装置称为电源，如蓄电池、发电机等.电源可以将非电能转换成电能。
2。
负载电路中,使用电能的设备或元器件称为负载,也叫负荷，如电灯泡、电炉等。
负载可以将电能转换为光能、热能等其他形式的能量。
3。
中间环节电路中连接电源和负载的部分称为中间环节,最简单的中间环节是开关和导线。
导线也叫电线，是电源与负载之间的连接线,它把电流由电源引出来，通过负载再送回电源，构成电流的完整回路.图1—1就是一个简单电路的示意图。
电路由外电路和内电路两部分组成。
外电路：图1－1中，由电源引出端1经导线、负载、仪表等环节,至返回端2的电路叫外电路。
内电路：电源本身电流的通路为内电路。
在图1－1中，指电源引出端1和2间,由发电机组成的电路。
电流在外电路被认为是从电源的正极流向负极，而在电源内部则相反,是由电源负极流向正极.在电源和外电路形成闭合回路后，电流才能产生。
如果电路断开,如图12所示,导线1点和2点间断开了，电流就不能流通了，此时称电路为断路或开路状态。
二、电流金属导体内的自由电子或电解液内的正负离子，通常都处在不规则的运动状态，因此在任一瞬间通过导体任一截面的电量能相互抵消，即导体内没有电流流过。
当导体内的自由电子受到电场力的作用后，电子就以一定方向移动。
在这种情况下，导体的任何截面（在任一瞬间），将有一定的电量通过,也就是说导体内有电流流动。
电工基础知识
第一章电工基础知识第一节电路的基本概念1、电路电路就是电流通过的路径。
电路是由电源、负载、连接导线和开关组成。
图1-1为简单手电筒电路，其中干电池为电源、灯泡为负载，用连接导线将电源、开关、负载连接成电路。
在实际用中通常按国家统一规定的图形符号表示电路图。
如图1-2所示就是图1-1手电筒电路图。
电路通常有三种状态（1）通路：电路中的开关闭合，负载（电路）中有电流通过，这种状态一般称为正常工作状态。
（2）开路：也称为断路，是指电路中某处断开或电路中开关打开，负载（电路）中无电流通过。
（3）短路：电源两端的导线由于某种事故，而直接相连，使负载中无电流通过。
短路时，电源向导线提供的电源比正常时大几十至几百倍，因而不允许短路。
2、电流与电流强度在电路中，把电荷的定向运动叫做电流。
规定：以正电荷移动的方向作为电流的正方向。
在闭合电路中，电流的方向为：电流从电源正极流出，通过导线、开关流入负载后回到电源的负极。
电流分成直流和交流电源两大类：直流电流：是指电流的方向不随时间变化的电流，如图1-3所示交流电流：是指电流的大小和方向和方向随时间作周期性变化。
如图1-4最常见的是正弦交流电。
电流强度：由于电流所产生的效果具有不同的程度，这样就形成电流强度的概念。
电流强度也简称为电流，它是用在单位时间内通过导体横截面的电量多少来度量的。
QI=t式中I-表示电流强度，单位：安培（A）。
Q-表示t时间内，通守导体横截面电荷电量，单位：库仑（C）。
T-表示时间，单位：秒（s）。
在国际单位制中，电流强度的单位是安培，（A），简称安。
计算微小电流时以毫安（mA）或微安（μA）为单位，它们的关系是：1A=103mA 1mA=103μA3、电压与电动势（1）电压图1-5A和B表示负载两端，电流的方向由A流向B，负载灯泡发光，说明电流通过灯线时产生热和发光。
为了表示电流强度与做功的本领，引入一物理量—电压（电位差）U AB：WU AB=QQ-由A端移动到B端的电荷电量，单位：库仑。
电工基础.ppt
的方向实际上与自由电子移动的方向相反。
电流的方向
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2.电流的大小 电流的大小称为电流强度，简称电流，是指单位时间内 通过导体横截面的电荷量,即:
式中,I、Q、t的单位分别为安培(A)、库仑(C)、秒(s)。
常用的电流单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
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单位词头
印制电路图
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四、电路原理图常用图形符号
在一定条件下对实际电气元件加以理想化,只考虑其 中起主要作用的某些性能时,称其为理想元件。
一个实际电路由一些理想元件连接而成,成为实际电 路的电路模型。
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常用图形符号
常用电气元件的图形符号及文字符号
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§1—2 电路和电路图
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二、常用电阻器 1.常用电阻器的外形和符号
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2.电阻器的主要参数 （1）标称阻值 标称阻值即电阻器的标准电阻值。 （2）允许偏差 允许偏差是指电阻真实值与标称值之间的误差值。 （3）额定功率 额定功率也称标称功率，是指在一定的条件下，电阻 器长期连续工作所允许消耗的最大功率。
手电筒电路原理图
电风扇电路原理图
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2.原理框图 原理框图也简称框图,它是一种用矩形框、箭头和直线等 来表示电路工作原理和构成概况的电路图。
框图
框图主要用来体现电路的大致组成情况和工作流程,更多 应用于描述较为复杂的电气系统。
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3.印制电路图 由于电路板的制作一般先要用印刷油漆的方法将需要保留 铜箔处覆盖,所以这种电路元件的安装图称为印制电路图。
电工基础知识(电工必读资料)
电流 种类
～ ～ 或 3～
A
mA uA kV kW
测量 对象
V W
kW · h
V
f
Ω
MΩ
欧姆表、兆欧表
常用电工仪表的符号和意义
磁电式仪表 电磁式仪表 工作 原理 电动式仪表 整流式仪表 感应式仪表 准确度 等级 绝缘等级 工作 位置 1.0
1.5
电流、电压、电阻 电流、电压 电流、电压、电功率、功率因数、 电能量 电流、电压 电功率、电能量 以标尺量限的百分数表示 以指示值的百分数表示 表示仪表绝缘经过 2kV 耐压试验
电工技术
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• 1-1 常用低压供配电系统 • 1-2 电工安全的基本知识 • 1-3 常用仪表与测量
1.1.1电力系统概述
• • 电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称电力网 。 电力系统的运行必须满足下列基本要求: 电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持续性的 要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。 一级负荷：如停止供电，将会危害生命、捐坏设备、产生废品和使生产过程混乱，给国民经济 带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。 二级负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量居民的正常活动受到影响。 三级负荷：指所有不属于一级及二级的负荷，如非连续生产的车间及辅助车间和小城镇用电等。 • • •
电缆外皮 电缆芯 内层绝缘
E L G
MΩ
500V－ 50V－ 5V－ 50μ A 5mA 50mA －
+
（1）直流电流的测量。转换开关置于直流电流档，被测电流 从+、－两端接入，便构成直流电流测量电路。图中RAl、RA2、 RA3 是分流器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变分流器电阻，从而达到改变电流量程的目的。 （2）直流电压的测量。转换开关置于直流电压档，被测电压 接在+、－两端，便构成直流电压的测量电路。图中RVl、RV2、 RV3 是倍压器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变倍压器电阻，从而达到改变电压量程的目的。 （3）交流电压的测量。转换开关置于交流电压档，被测交流 电压接在+、－两端，便构成交流电压测量电路。测量交流时 必须加整流器，二极管D1和Dl组成半波整流电路，表盘刻度反 映的是交流电压的有效值。RVl'、RV2'、RV3'是倍压器电阻，电 压量程的改变与测量直流电压时相同。 （4）电阻的测量。转换开关置于电阻档，被测电阻接在+、－ 两端，便构成电阻测量电路。电阻自身不带电源，因此接入电 池E。电阻的刻度与电流、电压的刻度方向相反，且标度尺的 分度是不均匀的。
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2、大小： 电源的电动势在数值上规定为：非电场力将单位正 电荷由电源的低电位端（负极）移到高电位端（正极）， 非电场力所做的功。用“E”或“e”表示，单位“伏特”
E=Ag/q
(Ag为非电场力做功q为正电荷所带电量）
3、电动势的方向和一般表示法 电动势的方向：(同电压的方向相反)规定为非电 场力移动正电荷的方向,即 电位升高的方向。 电压源的一般表示法：
(四）电压和电位的异同
相同点： A 单位相同 B 都表示电场中某两点所具有能量的基本性质 不同点： A 电压值说明 (a,b两点) ab两点电场能量差值大小 a能量比b点大 电场在a点能量大小
电位值说明 (就a点而言) 正电荷一定由a点向参考点 移动 B 参考点的改变只影响电位值,不影响电压值
电源工作原理图
Fg
q
F
U
三、电源与电动势
（一）电源 1、定义：电源是产生电能的设备，它的作用 是产生和维持电路两端电位差。 2、分类：电压源、电流源。（常用电源） 3、原理：电源的内部存在一种非电场力，它可 以将正电荷逆电场方向由电位低端移向电位高端， 以消耗其它能量转化为电场能量。
（二）电动势
1、定义：表征电源产生（转换）电场能力大 小的物理量称为电源的电动势。
2、电流的方向 电流的方向习惯上规定为正电荷定向移动的方向。 在金属导体中，电流的方向与自由电子定向移动的相 反。 电流的参考方向 在电路分析中，电流的实际方向不易判定或随时 间改变时，可给电流假定一个参考方向，也称正方向。 在计算中： 如果电流为正值，则实际方向与参考方向相同； 如果电流为负值，则实际方向与参考方向相反。
第二节
欧姆定律
一、欧姆定律
二、伏安特性曲线
第二章
电工手册 第一章 电工基础知识
第1章电工基础知识1.1基本概念1.1.1常用名词定义电流。
导体内的自由电子或离子在电场力的作用下，有规律的流动叫做电流。
人们规定正电荷移动的方向为电流的正方向。
电流用字母I表示，单位为A。
电流强度。
衡量电流强弱的物理量。
单位时间内通过导体截面积的电量即为电流强度，用字母I 表示，习惯上简称为电流。
电流密度。
在单位横截面积上通过的电流大小，称为电流密度，单位为A/mm2。
电位。
在电场中，单位正电荷从a点移到参考点时，电场力所做的功，称为a点对参考点的电位。
进行理论研究时，常取无限远点作为电位的参考点；在实用工程中，常取大地作为电位的参考点，电位的单位为V。
电压。
电路中两点之间的电位差称为电压。
用字母U表示，单位为V。
电动势。
单位正电荷由低电位移向高电位时非静电力对它所做的功称为电动势。
用字母E表示，单位为V。
电阻。
导体能导电，同时对、电流有阻力作用，这种阻碍电流通过的能力称为电阻，用字母R或r表示，单位为Ω。
电阻率。
又称为电阻系数。
是衡量物体导电性能好坏的一个物理亮，用字母ρ表示，单位为Ω.m.其数值是指导体的长度为1m、截面积为1mm2的均匀导体在温度为200C时所具有的电阻值，即为该导体的电阻率。
电阻的温度系数。
表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高10C时，电阻率的变化量与原来的电阻率的比值，用字母d表示，单位为1/0C。
电导。
物体传导电流的本领叫电导。
电阻值的倒数就是电导，用字母G表示，单位为S（西门子）。
电导率。
又叫电导系数。
是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。
其数值大小是电阻率的倒数。
用字母γ表示，单位为S/m（西/米）。
电容。
凡是用绝缘介质隔开的两个导体就构成了一个电容器。
两个极板在单位电压作用下每一极板上所储存的电荷量叫做该电容器的电容，用字母C表示，单位为F（法拉）。
感抗。
交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用称为感抗，用XL 表示，单位为Ω。
电工基础知识
2.呼吸、心跳情况的判断：在现场内，用看、听、试的方法判定伤员呼吸心跳情况。
3.心肺复苏法：①通畅气道。②口对口(鼻)人工呼吸：先连续大口吹气两次，每次1-1.5秒。如两次吹气后试测颈动脉仍无搏动，可判定心跳已经停止，要立即同时进行胸外按压。③胸外按压(人工循环)：每分钟80次左右，每次按压和放松的时间相等。
二、楞次定律
感生电流产生的磁场总是阻碍原磁通的变化。也就是说，当线圈中的磁通要增加时，感生电流就要产生一个磁场去阻碍它增加；当线圈中的磁通要减少时，感生电流所产生的磁场将阻碍它减少。这个规律就称为楞次定律。 注：自感(感生电流产生的磁场极性与原磁场极性相反)。
三、法拉第电磁感应定律
2.电压：电场力把单位正电荷由高电位点移到低电位点所做的功叫这两点间的电压。电压的单位是伏特(V)，电压也是指电场中某两点之间的电位差。
3.电动势：把正电荷从低电位移向高电位，这种使电路两端产生并维持一定电位差的能力，叫做电动势，单位也是伏特(V)。 注:（电源空载时电压近似于电动势，但有负载时电压是永远小于电动势的，电压在电源外部而电动势在电源内部。电压是从正极流向负极而电动势是从负极流向正极）。
3.电烙印：是在人体与带电体接触的部位留下的永久性斑痕。
4.机械性损伤：是电流作用于人体时，由于中枢神经反射和肌肉强烈收缩等作用导致的机体组织断裂等伤害。
5.电光眼：是发生弧光放电时，由红外线、可见光、紫外线对眼睛的伤害。
二、触电方式
触电可分为单相触电、两相触电和跨步电压触电。
2.辅助绝缘安全用具：高压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘手套、绝缘鞋、绝缘垫及绝缘台等。低压设备的辅助绝缘安全用具有绝缘台、绝缘垫及绝缘鞋(靴)等。
电工基础知识初级版
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二、电流与电压
电流：电荷有规则定向移动形成电流。 电流强度：单位时间内通过导体截面的电荷量。 公式：I=Q/t I—电流，单位是安，用A表示,千进位，还有 微安，毫安，千安（mA、A、KA）；Q—电荷 量，单位库仑，用C表示，1库仑=6.2518个电子 的电量；t—时间，单位是秒，用s表示。
周期和频率互为倒数：f=1/T ， T=1/ f，Tf=1 我的交流电的频率f=50Hz T=1/50=0.02秒
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八、三相交流电路
1、三相交流电路—由三相交流电源和三相负载组成的 电路叫三相交流电路。
u
uA uB uC
UC
120°
O
120°
ωt
UA
U B
120°
(a) 波形图
(b) 相量图
ห้องสมุดไป่ตู้
三、电阻电路
电阻元件：一种消耗电能的元件。 电感元件：一种能够贮存磁场能量的元件。 电容元件：一种能够贮存电场能量的元件。 欧姆定律：电阻中的电流与电压成正比，与电阻成反比。
公式：U=IR I=U/R R —电阻，单位欧姆（简称欧），用Ω表示，
电工材料包括导体、半导体、和绝缘材料。有良好导电性能 的叫导体，几乎不导电的绝缘体，介于导体和绝缘体之间的物 质称为半导体。 金属导体的电阻R与长度L成正比，与截面积S成反比，且与电 阻率p有关。
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电阻串联电路图例
+
i
R1
+ u1 －
+
u
R2 u2 －
+
－
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第二节 电工基本操作技能
一、绝 缘层的去除 对绝缘导线进行连接时，必须去除接头处的绝缘层，以保证接头处有良好的导电
特性。绝缘层要去除得干净、彻底，否则通电后接头处会发热。此外，还要保证接 头 处的机械 强度不小于其他部位的。 绝缘导线接头处绝缘层切剥的常用工具是电工刀和钢丝钳。 （１） 电磁线绝缘层的去除
第一章 电工基础知识
第一节 电工常用安全工具
３．钢丝钳 钢丝钳也叫断线钳，由钳头和钳柄两部分组成，钳柄一般带绝缘套管，如图１－
３所示。
图１－３ 断线钳
图１－４ 剥线钳
钢丝钳有多种用途，刀口用来剪断导线或剖切软导线绝缘层；钳口用来夹持或弯
曲导线线头。使用时，要握在钳柄的后部。不要用钢丝钳来松紧螺母，带电作业时不 能一次剪断带电的双股胶线，否则会引起短路。
焊接前应将被焊工件表面擦净，涂上一层焊锡层，以免虚焊。焊接时，先将电烙 铁沾上焊料，再沾一些焊剂，对准焊接点下焊，停留时间应根据焊件的大小决定。当 焊液在焊点四周充分熔开后，快速向上提起烙铁头，使焊接点表面光滑、牢固。焊接 完毕后，要用棉纱蘸适量的酒精清除焊接处的残留焊剂。
使用电烙铁时，要必须注意使电烙铁的金 属外壳 妥善 接地，以防 电烙 铁漏 电， 发 生意 外。电烙铁一旦使用完毕，应立即断电，让其自然冷却。
（２） 电力线绝缘层的去除 除方法如图１－8所示。首先根据所需线头的长度将刀口以４５°角切入塑料层
，注意不可触及芯线。然后将刀面与芯线保持１５°左右，用力向外削 出一条缺 口 。将被剖开的 绝缘层 向后 扳翻，用电工刀齐根部切去。
图１－8 电工刀剥削塑料层
图１－9 钢丝钳剥塑料层
缘层 被切 破自动弹出。当需要剥削稍长一段绝缘层时，应分段进行。
第一章 电工基础知识
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一节 电工常用安全工具
５．电烙铁 电烙铁是锡焊焊接工具，用于焊接电路元件 接点及 软导线 的连 接等，由发 热元
件（电阻 丝）、烙铁头和手柄组成，如图１－５所示。
图１－５ 电烙铁
电烙铁有外 热式、内热 式和 感应式 三种。常 用的 电烙 铁规格有１５ Ｗ、５ Ｗ 、５ Ｗ、００ Ｗ 和３００ Ｗ 等多种。焊 接弱电 元件时一 般采 用４５ Ｗ 以 下规 格 的小功率的电烙铁，焊接强电元件时，应采用４５ Ｗ 以上规格的电烙铁。焊接材料有 焊料和焊剂两类。焊料是焊锡或纯锡，常用的有锭状或 丝状两 种。丝状焊 料中心含 有松香。
第一章 电工基础知识
机电维修工必备知识
第一节 电工常用安全工具
在机床电气设备的维修、安装和检修的过程中，经常要用到一些常见的电工工 具，正确地使用这些工具，不但能提高工作效率，顺利完成机床电气设备的各项检 修任务，而且还能减少体力消耗，确保操作的安全和延长工具的使用年限。
一、电工工具
１．电工刀 电工刀是切割和削剥电工材料的专用工具，如图１－１所示。
第一章 电工基础知识
第一节 电工常用安全工具
２．活络扳手 活络扳手是用来紧固和放松螺母的一种专用工具，如图 １－２所 示。
图１－２ 活络扳手 １— 动 扳 唇 ；２— 扳 口 ；３— 定 扳 唇 ；４— 蜗 轮 ；５— 手 柄 ；６— 销 轴
它 由头部 和柄 部组成。头部由定扳唇、动扳唇、蜗轮和轴销等组成。旋转蜗 轮可调节扳口的大小。使用时，旋转蜗轮使扳口正好卡在螺母上，然后扳动扳手， 即可把螺 母紧固 或旋松。扳动规格较大的螺母时，必须将扳唇放在用力方向的 内 侧，手应握在 近柄 尾处，如（ｂ）图所 示；扳动 小螺母时，手应握在近头部的 地方，拇指随时调节蜗轮，收紧扳唇，防止打滑，如（ｃ）图所示。
图１－１ 电工刀
常用的有普通型和专用型两种，普通型按 刀口部分 的长度 分为大号和小号两 种规格，专用型 增 加了 锯片和锥子，用来锯小木板和锥孔等。
使用电工刀时应注意将刀口向外削剥，避免切割坚硬的材料，以保护刀口。切 削导线的绝缘层时，应使刀面与导线成较小的锐角，以免割伤芯 线。刀口用钝后可 用 油石磨，用 完后 应立 即把刀身折入刀柄。电工刀的刀柄不绝缘，不能在带电体 上使用电工刀具进行操作，以防触电。
４．剥线钳 剥线钳是 用来 剥除小 线径 电线、电 缆端头 橡皮 或塑 料绝缘 层的 专用工 具，
如图 １－４ 所示。 它由钳头和手柄两部分组成，手柄 是 绝缘 的。钳 口 部 分由 压 线口 和 切口 组
成，可 分 直径 ０．5 ～３．0 ｍｍ的多个切口，以适应于不同规格的芯线。 剥线时，电线必须放在稍大于线芯直径的切口 中，然后 用手握 钳柄，导 线的绝
直径在０．6 ｍｍ 以上的电磁线，可用电工刀刮去其线头表面的绝 缘漆；直径 在 ０．1 ｍｍ 以上的需用细砂布（纸）对折夹住其线头轻擦；直径在０．1ｍｍ 以 下的需用特殊方法，即将线头在 酒精灯上烧红后迅速投入酒精内，绝缘漆可自动脱落 。在去除丝包线线头绝缘层时，对于线径较小的，只要将丝包层向后推缩，即可使芯 线露出；对于线径较大的可松散一些丝包层后推出芯线；对 于线径 过大 的线头，松 散后 的丝线 头要 打结，以免松散过多，露出的芯线可用细砂布擦去绝缘层。
笔式和螺丝刀式试电笔的前端是金属探头，身部依次装有安全电阻、氖 管和弹 簧，弹簧 和后端金属部分接触，使用者手应触及后端金属部分，金属探头接触被检 测导线、机床或电气设备，使氖管小窗背光朝向自己，如图１－７所示。氖管发光 说明被测体带电，否则不带电。
图１－７ 试电笔的使用方法
使用试电笔前，必须要在正常的电源上检查氖管泡能否正常发光，以确 认试电笔 验电可靠。试电笔的探头多制成螺丝刀形状，但不能承受较大的扭矩，不能作为旋具 使用。
第一章 电工基础知识
第一节 电工常用安全工具
６．试电笔 试电笔是检查导线和电气设备 是否带 电的 常用工 具。常 用的试 电笔 检测
电压 的 范围 是６０～５００Ｖ。低压试电笔有笔式、螺丝刀式、电子式等几种， 如图１－６所示。
图１－６ 试电笔 １— 后 端 金 属 ；２— 弹 簧 ；３— 小 窗 ；４— 笔 身 ；５— 氖 管 ；６— 电阻 ；７— 金 属 探 头 ；８— 绝 缘 套 管