武汉理工大学电工学实验报告分解.docx
《武汉理工大学电工学实验报告分解.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉理工大学电工学实验报告分解.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
武汉理工大学电工学实验报告分解
1.0实验目的3
1.1实验原理4
1.1.1原理图及原理说明4
1.1.2电路装配图7
1.1.3连线图7
1.2实验内容8
1.2.1实训过程8
1.2.2元件清单8
1.2.3作品展示22
1.2.4实验数据分析23
1.3总结23
1.0实验目的
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，这就要求工科学生掌握基本的电路设计、制作、检查和维修知识。
本实验的目的如下：
●强化安全用电意识，掌握基本安全用电操作方式。
●基本掌握公共电烙铁的焊接技术，能够独立的完成简单电子产品的安装和焊接、拆卸过程，能掌握基本的电路维修维修方法。
●基本掌握电路原理图、装配图的绘制，能独立的完成简单电子电路的设计。
●了解常用电子器件的类别型号、规格、性能及其使用范围。
●能够正确识别常用电子元件，并通过查阅相关手册了解其相关参数。
●熟练的掌握万用表等仪表，并能够独立的检测电路的各种参数，且能检测出简单的电路问题。
1.1实验原理
1.1.1原理图及原理说明
图18彩灯音乐盒电原理图
本电路以555芯片、二极管、三极管、电解电容与瓷介电容、音乐芯片、喇叭为其核心元件，LED交替发光产生明暗变化，伴随着喇叭发出事先录制的音乐。
工作原理综述：
电源开关K1闭合，发光二极管LED3亮，开始由于电容C1短路，所以555芯片的2和6脚为低电平0，又4脚恒为高电位1，由555芯片的输出特性知输出端3为高电平1，LED1亮，三极管VT2截止,LED2灭，7脚为高阻态，不放电。
随着时间增长电容C1通过电阻R1,R3充电，2和6脚电位升高，最终达到高电平1、3脚输出低电平0，LED1灭，三极管VT2导通，LED2亮，7为低阻态，通过电源负开始放电致使2和6脚电位降低至0，3脚又输出高电位1，LED1亮LED2灭，循环往复。
而LED3绿灯和喇叭都一直接入电路，VT1一直导通，所以K1闭合后LED3常亮，喇叭也一直放着动听的音乐。
LED1与LED2的交替时间间隔T=R1+2*R2*C。
实验原理可由以下方框图简述：
1.1.2原理详述
震荡电路：
电路由电阻R1、R2，555芯片组成，经R1输出过电压信号发送至555时基电路的第7脚，经R2输出电压信号并送至555的第2脚。
电路首次通电时，取样电路的两个输出端（即555时基电路的2脚和6脚）从0V开始上升，555时基电路先复位，后置位，输出端（3脚）为高电平，LED1点亮发光。
显示电路：
3号脚与LED1灯正极相连，电势相等，当3号脚输出高电位时LED1灯亮；当3号脚输出低电位时，三极管VT2满足Ue＞Ub＞Uc，此时LED2灯亮。
所以LED1灯与LED2灯交替闪烁，LED3灯与电源相连，属于常亮灯。
音乐电路：
音乐电路采用集成音乐芯片，该芯片将歌曲的音符对应产生的音乐频率烧到芯片的内部，与三极管、电容器、扬声器等外围元器件相连后，就可以驱动扬声器发出音乐。
1.1.3电路装配图
1.1.4连线图
1.2实验内容
1.2.1实训过程
（一）安全操作知识
1.安全电压
不带任何防护设备，对人体各部分组织均不造成伤害的电压值，称为安全电压。
世界各国对于安全电压的规定：
有50伏、40伏、36伏、25伏、24伏等，其中以50伏、25伏居多。
我国确定的安全电压范围是36·24·12V，一般36V以下的电压不会照成人员伤亡。
2.安全电流
（1）通过人体电流的大小；
（2）电流通过人体时间的长短；
（3）电流通过人体的部位；
（4）通过人体电流的频率；
（5）触电者的身体状况。
电流通过人体脑部和心脏时最危险；40Hz~60HZ交流电对人危害最大。
以工频电流为例，当1毫安左右的电流通过人体时，会产生麻刺等不舒服的感觉；10~30毫安的电流通过人体，会产生麻痹、剧痛、痉挛、血压升高、呼吸困难等症状，但通常不致有生命危险；电流达到50毫安以上，就会引起心室颤动而有生命危险；100毫安以上的电流，足以致人于死地。
通过人体电流的大小与触电电压和人体电阻有关。
在低压电力系统中，若人站在地上接触到一根火线，即为单相触电或称单线触电。
人体接触漏电的设备外壳，也属于单相触电。
人体不同部位同时接触两相电源带电体而引起的触电叫两相触电。
当外壳接地的电气设备绝缘损坏而使外壳带电，或导线断落发生单相接地故障时，电流由设备外壳经接地线、接地体（或由断落导线经接地点）流入大地，向四周扩散，在导线接地点及周围形成强电场。
接触电压：
人站在地上触及设备外壳，所承受的电压。
跨步电压：
人站立在设备附近地面上，两脚之间所承受的电压。
3.安全操作的注意事项
接通电源前要仔细检查；了接电源系统；尽可能单手操作；用烙铁时要遵守焊接操作规则；若有危险及时断电等。
触电急救的方法：
1）如果触电现场远离开关或不具备关断电源的条件，救护者可站在干燥木板上，用一只手抓住衣服将其拉离电源，也可用干燥木棒、竹竿等将电线从触电者身上挑开。
（2）如触电发生在火线与大地间，可用干燥绳索将触电者身体拉离地面，或用干燥木板将人体与地面隔开，再设法关断电源.（3）如手边有绝缘导线，可先将一端良好接地，另一端与触电者所接触的带电体相接，将该相电源对地短路.
触电者神智尚清醒，但感觉头晕、心悸、出冷汗、恶心、呕吐等，应让其静卧休息，减轻心脏负担。
触电者神智有时清醒，有时昏迷。
应静卧休息，并请医生救治。
触电者无知觉，有呼吸、心跳。
在请医生的同时，应施行人工呼吸。
触电者呼吸停止，但心跳尚存，应施行人工呼吸；如心跳停止，呼吸尚存，应采取胸外心脏挤压法；如呼吸、心跳均停止，则须同时采用人工呼吸法和胸外心脏挤压法进行抢救。
（二）常用仪表与电工工具的使用
1.指针式万用表的使用
它的功能主要用于测量直流电流、直流电压、交流电压以及各种电子元件的电阻等；
万用表使用注意事项：
1、万用表使用应水平放置，测量前应注意调零,尤其是测电阻时每次换挡都必须重新调零。
2、在测电流、电压时，不能带电换量程
3、若不清楚待测元件的参数范围，选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程
4、测量时尽量单手操作。
5、测电阻时，不能带电测量。
因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。
指针式万用表黑表笔为+，红表笔为-。
6、用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
7、注意在欧姆表改换量程时，需要进行欧姆调零，无需机械调零。
8、万用表长时间不用，应将电池拿下。
2.常用电工工具的使用
工具
图例
作用
尖嘴钳
1.钳住较小螺钉、垫圈、导线等元件。
2.能钳住细小的金属丝。
3.安装电路时，能将导线弯成一定圆弧的接线端环。
虎口钳
常用来剪切导线、弯铰导线、拉剥导线绝缘层和紧固及拧松螺钉
斜口钳
剪断较粗的电线与金属丝
十字起、一字起、镊子、剪刀
紧固和拆卸各种螺钉安装或拆卸元件
剥线钳
用于剥去绝缘层
表1常用电工工具的使用
（三）常用电子元器件的识别与测试
1.电阻器
1）电阻是一种无源电子元件代表符号位R。
它在电路中的主要作用是控制电压、电流的大小，还可以与其它元件配合，组成耦合、滤波、反馈、补偿等各种不同功能的电路。
2）电阻器的标识方法：
a.文字直接标注:
直接标志法是直接用阿拉伯数字和单位在产品上标志出其主要参数的标志方法，只标明标称阻值、允许偏差、材料、额定功率等几项参数。
b.色环标注
色标法是用颜色表示电阻的各种参数值，直接标志在电阻体上。
它主要适用于小功率电阻，特别是0.5W以下的碳膜电阻和金属膜电阻。
色标电阻的色带通常采用四色带、五色带表示。
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，五色带表示电阻的标称阻值（3位有效数字）和允许偏差。
图1电阻器的色环标注法
3.数字标志法
数字标志法多用于片状电阻。
由于片状电阻器体积较小，通常只在电阻表面用3位阿拉伯数字表示电阻的标称阻值，其它参数省略。
前两位数字表示有效数字，第3位数字表示有效数字后面0的个数（即10的幂数），当第3位为9时表示倍率为0.1。
2.电容器
1）电容器的基本概念
图3常见电容
电容器是一种可以存储电荷的常用电子元件，其基本结构是在两个相互导体之间敷一层不导电的绝缘材料（介质）。
电容器在电路中具有隔断直流电、通过交流电的特点，因此，多用于电路级间耦合、滤波、去耦、旁路和信号调谐等方面。
2）电容器的分类
根据容量是否可调，电容器可分为固定电容器、半可调（微调）电容器和可调电容器。
根据所用介质，可分为有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、真空介质电容器、半导体电容器。
（1）固定电容器。
固定电容器是指电容器一经制成后，其容量不再改变的电容器。
固定电容器分为无极性电容器和有极性电容器两种。
（2）微调电容器。
通常以空气、云母或陶瓷作为介质，电容器容量可在小范围内变化，其可调容量为10~100pF。
（3）可调电容器。
由若干片形状相同的金属片分别连接成一组定片和一组动片，定片与动片间一般以空气作介质，也有用有机薄膜做介质的。
动片可以通过转轴转动，以改变动片插入定片的面积，从而使电容器容量在一定范围内连续变化。
3）电容器的标注方法
1.大电容器的标注：
较大电容器用字母和数字把型号、规格直接在电容器外壳上标出。
2.小型电容器的标注：
（1）直标法；
（2）三位数码表示法；（3）色标法。
4）电容器的主要特性参数
电容器的性能参数很多，较常用的主要参数有电容器的标称容量、容差、额定工作电压（耐压）、电容温度系数、绝缘电阻、能量损耗、频率特性和固有电感等。
本次使用的是0.01μF的瓷介电容器C2和两个100μF的电解电容器C1和C3。
3.发光二极管
1）二极管的定义与分类。
二极管具有单向导电性，可用于整流、检波、稳压、混频等电路。
我们这次主要用的是：
发光二极管（LED）。
发光二极管通常使用砷化镓、磷化镓等材料制成。
它具有工作电压低、耗电少、响应速度快、抗冲击、耐振动、性能好以及轻而小的特点，被广泛应用于显示电路中。
2）采用万用表对二极管进行简单测试。
单向导电性能的检测。
常，正向电阻越小越好，反向电阻越大越好。
正、反向电阻值相差越悬殊，说明二极管的单向导电特性越好。
若测得二极管的正、反向电阻值均接近0或阻值较小，则说明该二极管内部已击穿短路或漏电损坏。
若测得二极管的正向反向电阻值均为无穷大，则说明该二极管已开路损坏。
图5常见三极管及符号表示
4.半导体晶体管（即三极管）
1）半导体晶体管简介。
半导体也称为晶体三极管，最主要的功能是电流放大和开关作用。
三极管顾名思义具有三个电极。
二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。
其它的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。
由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。
三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途。
三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观，有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。
箭头所指的方向是电流方向。
2）采用万用表对半导体晶体管进行简单测试。
1.判别基极和管子的类型。
选用欧姆档的R100（或R1K）档，先用红表笔接一个管脚，黑表笔接另一个管脚，可测出两个电阻值，然后再用红表笔接另一个管脚，重复上述步骤，又测得一组电阻值，这样测3次，其中有一组两个阻值都很小的，对应测得这组值的红表笔接的为基极，且管子是PNP型的；反之，若用黑表笔接一个管脚，重复上述做法，若测得两个阻值都小，对应黑表笔为基极，且管子是NPN型的。
2.判别集电极。
因为三极管发射极和集电极正确连接时β大（表针摆动幅度大），反接时β就小得多。
因此，先假设一个集电极，用欧姆档连接，（对NPN型管，发射极接黑表笔，集电极接红表笔）。
测量时，用手捏住基极和假设的集电极，两极不能接触，若指针摆动幅度大，而把两极对调后指针摆动小，则说明假设是正确的，从而确定集电极和发射极。
本次实习使用的是NPN型8050和PNP型8550三极管。
5.扬声器
选用的是圆形恒磁式钡铁氧体电动式扬声器。
测量：
电阻8Ω左右;用万用表笔摩擦触点试听声音。
图6扬声器
6.555芯片
1：
电源负极8：
电源正极
2：
低电平触发7：
放电端
3：
输出6：
阀值端
4：
低电平复位5：
控制端
7.印刷电路板
是用绝缘板基层和布线加工层构成。
其布线密度高，体积小，重量轻，利于电子设备的小型化。
其正面为电子元件布置面，背面为电路线路排线焊接面。
8.排针
这种连接器广泛应用于电子、电器、仪表中的PCB电路板中，其作用是在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，起到桥梁的功能，担负起电流或信号传输的任务。
通常与排母配套使用，构成板对板连接；或与电子线束端子亦可独立用于板与板连接。
图11音乐芯片
9.音乐芯片
音乐芯片是一种比较简单的语音电路，它通过内部的振荡电路，再外接小量分立元件，就能产生各种音乐信号，音乐芯片是语音集成电路的一个重要分支，目前广泛用于音乐卡、电子玩具、电子钟、电子门铃、家用电器等场合。
我本次使用的音乐芯片已经事先烧入歌曲《好人一生平安》。
（四）手工焊接技术
1）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。
外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的,实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙,熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散,形成焊料与焊件的浸润,把元器件与印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的导电性能。
锡焊接的条件是:
焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接；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；要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性,才可以达到焊牢的目的,但温度也不可过高，过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量。
2）焊接工具
图12电烙铁
图13烙铁架
图14焊锡
3）新烙铁在使用前的处理方法
新电烙铁在使用前先用细砂纸、锉刀或小刀烙铁头的表面刮光或打磨、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，很快的涂上松香，然后再烙铁头上均匀的沾上锡。
4）焊接操作方法
（1）操作姿势：
手工操作时，应注意保持正确的姿势，：
挺胸端正直坐，切勿弯腰；由于距烙铁头20—30cm处的有害化学气体、烟尘的浓度较高，所以鼻尖至烙铁头尖端至少应保持20cm以上的距离，通常以40cm时为宜，以有利于健康和安全。
（2）电烙铁拿法：
根据电烙铁大小的不同和焊接操作时的方向和工件不同，可将手电烙铁的方法分为反握法、正握法和握笔法三种
图15电烙铁的握法
（3）操作步骤：
五步施焊法：
一刮、二镀、三测、四焊
“刮”就是处理焊接对象的表面。
焊接前，应先进行被焊件表面的清洁工作，有氧化层的要刮去，有油污的要擦去。
“镀”是指对被焊部位搪锡。
“测”是指对搪过锡的元件进行检查，在电烙铁高温下是否变质。
“焊”是指最后把测试合格的、已完成上述三个步骤的元器件焊到电路中去。
图16五步焊接法
注意：
焊接环境空气流动不宜过快。
切忌在风扇下焊接，以免影响焊接温度。
焊接过程中不能振动或移动工件，以免影响焊接质量。
（4）焊接注意事项
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。
焊接时不能出现假焊或虚焊。
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。
烙铁必须插在烙铁架中。
要保持良好的浸润叫角，一般20到30度。
（5）电子元件焊接装配
1．元件插装时标记和色码朝上，易于辨认。
2.有极性由极性标记方向决定插装方向。
3.插装顺序应先轻后重、先里后外、先低后高。
1.2.2元件清单
名称
数量
备注
NE555
1
1KΩ电阻
4
误差5%
100Ω电阻
2
误差5%
10KΩ电阻
1
误差5%
20Ω电阻
1
误差5%
LED
5
红绿黄三种颜色
100uF电容
2
电解电容
0.01uF电容
1
陶瓷电容
8550三极管
1
8050三极管
1
开关
1
喇叭
1
音乐芯片
1
音乐随机
1.2.3作品展示
1.2.4实验数据分析
555管脚电压值：
管脚
1
2
3
4
5
6
7
8
电压（V）
0
2.3
0.4-4.8
5
3.4
2-3
0.6-4.8
5
电路通电后的结果：
元件
LED1
LED2
LED3
状态
闪烁
闪烁
常亮
最后可以得出结论：
本电路设计、安装正确，工作正常。
1.3总结
这个自己写！
冒得抄的。
升级会员 