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基本知识补充02电工基础对口升学

基本知识补充

（二）

一、电容器的命名方法

电容器是组成电路的基本元件之一，是一种储存电能的元件。

在电路中起隔断直流、通过交流、耦合信号等作用。

其电路符号用“C”表示，电容的命名方法如图01所示，由下列四个部分构成：

图01　电容器的命名方法

上图中第2、3部分所用字母与数字含义见表01。

表01　第2、3部分字母和数字所代表的含义

代号

含义

代号

含义

数字

代号

含义

字母

代号

含义

瓷介

云母

有机

电解

高频瓷

漆膜

圆介

非密封

箔式

高功率

低频瓷

复合介

管形

非密封

箔式

微调

玻璃釉

铝电解质

叠片

密封

烧结粉液体

玻璃釉

钽电解质

独石

密封

烧结粉固体

云母

铌电解质

穿心

云母纸

合金电解质

支柱等

纸介

涤沦等极性

有机膜

无极性

金属化纸

聚碳酸酯

有机膜

高压

聚苯乙烯

有机膜

其他材料

电解质

特殊

聚四氟乙烯

有机膜

01、CCW1型圆片形微调瓷介电容器（如图02所示）

02、CI21型管形玻璃釉电容器（如图03所示）

图02　电容器的命名示例1

图03　电容器的命名示例02

上表01中所列字母及数字，对可变电容器和真空电容器不适用，需参见有关技术资料。

二、电容器的标称值

电容的单位：

法拉，用字母F表示。

有关容量及单位符号、换算关系如下：

1mF（毫法）＝103F（法拉）

1F（微法）＝106F（法拉）　　1F（微法）＝103nF（纳法）

1nF（纳法）＝109F（法拉）　　1nF（纳法）＝103pF（皮法）

1pF（皮法）＝1012（法拉）

电容容量的标称方法与电阻类似，也多采用直标法、文字符号法和色标法。

01、直标法

将电容容量偏差值直接标在电容体上，如图04。

图04　直标法

02、文字符号法

与电阻类似，以下举例说明文字符号法。

0.33p写成p33　6800pF写成6n8

2.2pF标为2p2　4700F标为4m7

1000pF标为1n0.01F标为10n

0.22F标为224　0.1F标为104

对于容量为10pF以下的电容允许偏差，用B标志，则表示其允许偏差为0.1pF；用C标志，表示允许偏差是0.2pF；用D标志，表示允许偏差是0.5pF。

另：

F＝1%　G＝2%　J＝5%

K＝10%　M＝20%　N＝30%

标为224K则表示容量为0.22F，允许偏差为10%；

标为104J则表示容量为0.1F，允许偏差为5%。

03、色环法

与电阻相同采用不同色环来标志电容容量，色环代表含义与电阻一样。

电容器色环表示法有立式色环、卧式色环。

卧式色环用色点表示。

另外某些电容器有一条宽色环，它代表二位相同的有效数。

色环及色点的读数基本单位为pF。

电容器耐压值也由色环表示，如图05。

（a）　立式色环电容

（b）　立式色环电容

（c）　立式色点电容

（d）　卧式色环电容

图05　电容器的色标法

色环所表示的电容耐压值见表。

表02　色环与电容耐压值的示例关系

颜色

黑

棕

红

橙

黄

绿

蓝

紫

灰

白

金色

银色

耐压/V

无

6.3

无

三、容量固定电容器漏电的判别

用万用表欧姆挡R10k量程，将表笔与电容两极并接，如图06所示。

表针先向顺时针方向跳动一下，然后逐步按逆时针复原，即返至R＝处。

若表针不能退回到R＝处，则所指示的值就为电容器漏电的电阻值。

电容器漏电电阻数据的读取，如图07。

此值越大越好，越大说明电容器绝缘性能越好。

一般应为几百到几千兆欧。

上图所示说明所测电容漏电电阻值偏小，只有1M，此电容性能不佳。

容量小于5000pF以下的小电容在一般的万用表上，几乎观察不到表针的变化，应采用专门的测量仪判别。

图06　电容器漏电的判别

图07　电容器漏电电阻读取

四、电容量的初步估判

方法同上面图06相类似。

01、用表笔接触电容器两端时，表针应先是一跳，然后逐渐复原。

02、调换表笔再测，表针又一跳，但应跳得更远，然后再逐渐复原。

03、上面1、2步是电容充电和放电时的情形。

电容容量越大，表头跳动也越大，指针复原的速度也就越慢，说明电容充、放电时间越长。

由此初判电容容量相对大小。

若R10k挡表针始终不动，说明电容C内部已经开路。

五、电解电容极性的判别

根据电解电容器正向接入时，漏电电流小（所测电阻大）；反接时漏电电流大（所测电阻小）的现象可判别电解电容的极性，如图08。

由图08可知，两次测量中，漏电电阻大的一次，黑表笔所接为正极。

（a）　正向漏电小

（b）　反向漏电大

图08　电解电容极性的判别

六、可变电容器擦片的判别

用万用表电阻挡来判别。

将两表笔分别搭接在可变电容器的动片与定片的引出脚上。

旋转电容器动片至任何位置。

如发现有直通（即表针指零）现象，则说明有擦片（内部短路）的故障存在。

七、片状电容器　（也叫贴片电容）

片状电容器有矩形片状陶瓷电容、陶瓷微调电容、片状铝电解电容、片状钽电解电容等多种。

矩形片状电容的容量标志法与片状电阻相同，其容量范围为1pF～4700pF，耐压从25V～2000V不等。

常见矩形片状陶瓷电容的尺寸见表。

陶瓷微调电容的容量通常在1pF～15pF之间，常用于电子钟表中调节走时的快慢。

片状铝电解电容与普通铝电解电容的性能相似，仅引脚形式不同。

片状钽电解电容体积较小，但价格较贵，适合用在高速运算的电路中。

片状钽电解电容的标称容量与普通电解电容相同，但其最大容量为330F，额定电压为4V～50V。

标志打印在元件上，有横标端为正极。

容量也用数码法表示，如107，表示10107pF，即100F。

表03　陶瓷矩形片状电容器尺寸

代号

长度L

/mm

宽度W

/mm

代号

长度L

/mm

宽度W

/mm

国际制

英制

国际制

英制

CC2012

CC0805

2.00.2

1.250.2

CC4532

CC1812

4.50.2

3.20.2

CC3216

CC1206

3.20.2

1.60.2

CC4564

CC1825

4.50.3

6.40.4

CC3225

CC1210

3.20.2

2.50.2

八、练习题：

01、请在下图的括号里标出所对应的电容器的标称容量、允许误差及耐压。

（　　　　　）

基本知识补充（三）

一、电磁转矩

电动机定子电流的旋转磁场作用在转子上产生电磁力，该力对转轴形成了电磁转矩T。

假设电动机的稳定运行中所带负载的转矩为TL，忽略电动机本身的机械损耗，T＝TL；轴上输出的机械功率为P2，转子的转速为n2，从物理学知识可知

式中　T－－电动机输出的电磁转矩，单位是Nm（牛米）；

P2――电动机输出的功率，单位是KW（千瓦）；

n2――电动机轴上的转速，单位是r/min（转/分）。

若电动机工作在额定状态下，则额定转矩

这时只要根据电动机铭牌上标出的额定功率PN和额定nN，便可求得电动机的额定转矩TN。

二、三相异步电动机的机械特性

异步电动机的机械特性是指在电源电压不变的情况下，电磁转矩T与转子转速n2之间的关系。

在平面直角坐标系中画出的n――T关系曲线，称为电动机的机械特性曲线，如图所示。

从曲线上的三个重要转矩和两个区可分析电动机的工作情况。

1、三个重要工作点

（01）　额定工作点（TN，nN）如曲线中的B点。

此时电动机工作在额定工作状态，产生的电磁转矩为额定转矩TN，电机转速为额定转速nN。

（02）　最大转矩点（Tm，nC）又叫临界工作点，是指电动机在运行中具有的最大转矩，如曲线中的C点。

此时电动机产生最大的电磁转矩Tm，电机转速为nC。

将电动机的最大转矩与额定转矩之比称为电动机的过载系数，用m表示，它反映了电动机的过载能力。

一般三相异步电动机的m为1.8～2.2，特殊用途（冶金、起重）电动机可达3.3～3.4。

（03）　起动点（Tst，0）如曲线中的D点是电动机接通电源瞬间，n＝0时的情况。

此时的电磁转矩为起动转矩Tst。

在Tst大于负载转矩TL时电动机才能起动。

通常将电动机的起动转矩与额定转矩之比称为起动系数，用st表示，它反映了电动机的起动能力。

一般三相异步电动机的st为1.7～2.2。

2、曲线分为线性区与非线性区

（01）　AC为线性区

该区的曲线一般认为是一条稍向下倾斜的直线。

转速n2随电磁转矩T的减小而增大。

①　一般电动机运行时，电磁转矩T为动力矩，负载在转轴上产生的力矩TL为阻力矩。

根据动力学原理，当T＝TL时转矩处于平衡，电动机等速旋转，稳定运行，n2不变。

（见图）。

T＝TN＝TL时，电动机稳定运行于B点。

若增大负载转矩为

，使T＜

，则电动机转速将沿曲线减小，同时电磁转矩增大为

，直到

＝

，重新达到新的转矩平衡，电动机将稳定运行在新的工作点，例如K点。

若负载转矩减小，使T＞

，则转速上升，电磁转矩T减小，最终也要达到新的转矩平衡，并稳定运行于新的工作点。

②　稳定区特性较平坦，表明负载转矩变化时，电动机转速的变化不大。

只要负载转矩TL＜Tm（Tm为最大电磁转矩），电动机就能自动调节T和n2，在该区稳定运行。

但若负载转矩T继续增大，使

TL＞Tm，此时电动机的电磁转矩T已达极限，不能再增大，则电动机的运行将越过曲线上的临界点C，进入不稳定工作区。

（02）　CD为非线性区

在该区中，电磁转矩T随转速n的减小而减小。

一般带恒转矩负载时，异步电动机不能在该区稳定运行。

①　恒转矩负载稳定运行时，突然出现TL＞Tm的情况，电动机的运行越过C点，进入不稳定区。

在该区中，因为T＜TL使n2降低，电磁转矩T反而减小，使转速n2更低，最终使电动机停转。

此时

n2＝0。

但电动机仍接在电源上，旋转磁场与转子的相对速度很大，产生的感应电流也很大，可达额定电流的4～7倍，将烧坏绕组。

这种情况称为“堵转”（“闷车”），一旦出现这种情况，应立即切断电源。

②　在电动机起动时，若电动机接通电源时产生的起动转矩Tst＞TL，则电动机起动，转速n2增大。

在CD区内，n2和T增大，使转速n2沿特性曲线增大直至C点，然后进入线性区。

若Tst＜TL，则电动机不能起动，处于“堵转”状态。

三、三相异步电动机的铭牌

每台电动机机壳上都有一块铭牌，上面标出了反映该电动机主要性能的技术数据，以便正确使用和维护电动机。

下图所示为Y－160M－4型电动机的铭牌。

一般铭牌上有以下内容：

三相异步电动机

型号Y－160M－4

编号

11kW

22.6A

380V

1460r/min

LW82dB

接法

防护等级IP44

50Hz

标准标号

工作制S1

B级绝缘

年　　月

电机厂

图02　三相异步电动机铭牌

电动机型号：

指电动机的类别，例如Y－160M－4：

Y－异步电动机；160－机座中心高度（单位：

mm）；M－机座长度类别，此为中机座（L表示长机座，S表示短机座）；4－磁极数（p＝2）

额定功率PN：

指电动机在额定状态下运行时轴上输出的机械功率，单位为kW。

如11kW。

额定电压UN：

指电动机定子绕组按其正确连接时应加的线电压，单位为V。

如380V。

额定电流IN：

指电动机额定运行时定子绕组的线电流，单位为A。

如22.6A。

额定转速nN：

指电动机在额定运行时转子的转速，单位为r/min。

如1460r/min。

接　　法：

指电动机定子绕组的连接方法。

铭牌上的电压为380V，应接成形；若铭牌上的电压为380/220V，接法为Y/时，则表示电源电压为380V时，定子绕组连接成Y形，电源电压为220V时，定子绕组连接成形。

频率f：

指电动机定子绕组输入交流电源的频率，单位为Hz。

如50Hz。

额定功率因数cosN：

指在额定负载下定子电路的功率因数。

额定效率N：

指电动机在额定负载时的效率，它等于额定状态下输出功率与输入功率之比，即：

四、三相笼型异步电动机常见故障分析

故障现象

可能原因

处理方法

合闸后

电动机

无任何

动静

1、电源不通

2、熔断器熔体熔断

3、过载保护装置调得过小

4、控制设备接线错误

5、定子绕组两相开路

6、热继电器动作后没有复位

1、检查是否停电，开关、熔断器、接线盒及导线有无开路，如有应接通

2、检查熔断原因，排除故障后换合格熔体

3、将保护装置整定电流调到与电动机配套值

4、改正接线

5、检修定子绕组

6、调整热继电器使其复位

合闸后

电动机

不动

但有

嗡嗡声

1、一相电源缺电或一相熔体这熔断

2、绕组首尾端接反或一相绕组

内部接错

3、一相电源回路接触松动

4、负载过重，转子或生产机械卡塞

5、电源电压过低

6、轴承破碎或卡住

1、检查缺电原因，换上同规格熔体或修理缺电

线路

2、检查并改正错接绕组

3、清除接触面氧化层，紧固接线螺丝，并用

万用表复核接触电阻

4、减轻负载或排除卡塞故障

5、检查电源线是否过细，使线路损失大，或者

误将绕组△连接接成Y连接

6、修理或更换轴承

合闸后

电动机

不转

但熔体

立即熔断

1、一相电源不通或定子线圈

一相接反

2、定子绕组相间短路

3、定子绕组对地短路

4、定子绕组接错

5、熔体截面过小

6、电源线（或接线盒内）相间短路或对地短路

1、修好缺相电源或故障绕组

2、查出短路点，消除短路故障

3、排除对地短路故障

4、检查并改正接错的定子绕组

5、更换合适熔体

6、排除短路点

起动困难

起动后

转速

严重

低于

正常值

1、电源电压严重偏低

2、将△连接绕组错接为Y连接绕组

3、定子绕组局部接错、接反

4、笼型转子断条

5、绕组局部短路

6、负载过重

1、检查电源电压，有条件时设法改善

2、改正连接

3、检查并改正错接绕组

4、修复断条

5、排除短路点

6、适当减轻负载

三相

空载电流严重

不平衡

1、重绕时三相绕组匝数不等

2、部分绕组首尾端接反

3、三相电源电压不平衡

4、部分绕组匝间短路

1、重绕定子绕组

2、检查改正错接绕组

3、测量三相电源电压，有条件时设法调整

4、检查并排除短路故障

三相

空载电流过大

1、重绕时，三相绕组匝数过量减少

2、误将绕组由Y连接改为△连接

3、电源电压严重偏高

4、气隙过大或不均匀

5、转子装反，使定、转子铁心

未对齐，减小有效长度

6、用热拆法拆旧绕组时将铁心烧坏，质量变差

1、按规定重绕定子绕组

2、改正绕组连接

3、检查电源电压，有条件时设法调整

4、更换合适转子并调整气隙

5、重新装配转子

6、重新计算绕组，适当增加匝数

运行中

发生异响

1、转子扫膛

2、扇叶与风罩相擦

3、轴承缺油，发生干摩擦

4、轴承破碎或严重磨损或润滑油中有硬粒异物

5、定子或转子铁心松动

6、电源电压过高或不平衡

1、检查并排除转子扫膛原因

2、调整扇叶与风罩之间的相对位置

3、清洁并加足润滑油

4、更换轴承或清洗轴承，重换润滑油

5、紧固有关松动部分

6、检查电源电压，有条件时调整

运行中

振动剧烈

1、机座与基础紧固件松动

2、基础松软，强度不够

3、与生产机械连接部位未校准

4、转轴弯曲

5、转子重量不平衡、单边

6、气隙不均匀

7、风扇不平衡

8、轴承破碎或严重磨损

9、笼型转子断条

1、重新紧固地脚螺丝

2、加固基础

3、校准连接部位

4、校直或更换转轴

5、校正转子动平衡

6、调整气隙

7、检修风扇，校正平衡

8、更换轴承

9、修复断路笼条

轴承过热

1、润滑油过多、过少或变质干涸

2、润滑油质量太差或有杂质

3、轴承与轴颈、端盖轴承座孔配合过松，轴承走内圆或外圆

4、轴承盖装配不到位或内孔偏心，内孔与转轴相擦

5、端盖未装平

6、联轴器未校正或皮带过紧

7、轴承间隙过大或过小

8、转轴弯曲

1、按规定加足合格润滑油

2、更换合格润滑油

3、重新加工轴颈或端盖轴承座孔使其成紧配合

4、重装或加工轴承盖

5、重装端盖

6、校正联轴器，调整皮带松紧度

7、更换合格轴承

8、校正转轴

电动机

过热

甚至

冒烟，冒火

1、电源电压过高或过低或三相电压严重不平衡

2、转子扫膛

3、电动机频繁起动，频繁正反转或负载过重

4、缺相运行（缺一相电源）

5、笼型转子断条

6、定子铁心多次过热，质量变差

7、环境温度高，电动机又散热不好

8、风扇或风道故障

9、定子绕组短路、接错

1、检查电源电压，有条件时设法调整

2、检查扫膛部位，清除扫膛故障

3、按规定控制起动和正反转次数，适当减轻负载

4、检查缺相原因，排除缺相故障

5、修复所断笼条

6、适量增加绕组匝数或修理更换铁心

7、清洗电动机外壳，改进通风条件或采取降温

措施

8、检修风扇，清理风道

9、检修定子绕组，排除故障

机壳带电

1、电源相线与中线接错

2、绕组受潮，绝缘老化，大电流

造成对地短路

3、保护接地线开路或接触不良

1、检查并改正接线

2、烘烤，加强绝缘处理，检查排除对地短路故障

3、检查并接牢保护接地装置

基本知识补充（四）

一、日光灯电路和工作原理

日光灯镇流器分单线圈式和双线圈式两种，它的电路接法如图所示的几种形式。

图01　单线圈式单管电路

图02　双线圈式单管电路

日光灯的工作过程分为启辉和工作阶段，一般以单线圈式单管电路为例分析日光灯的工作原理：

由图01可见，开关、镇流器、灯管两端的灯丝和启辉器，可认为处于串联状态。

刚合上开关瞬时，启辉器动、静触片处于断开位置；而灯管属于长管放电发光状态，启辉前管内内阻较高，灯丝发射的电子不能使灯管内部形成电流通路；镇流器处于空载，线圈两端电压降极小；电源电压几乎全部加在启辉器氖泡动、静触片之间，使其发生辉光放电而逐渐发热，U形双金属片受热后，由于两种金属膨胀系数不同发生膨胀伸展而与静触片接触，将电路接通，构成日光灯启辉状态的电流回路，使电流流过镇流器和两端灯丝，灯丝被加热而发射电子；启辉器动、静触片接触后，辉光放电消失、触片温度下降而恢复断开位置，将启辉器电路分断；此时镇流器线圈中由于电流突然中断，在电感作用下产生较高的自感电动势，出现瞬时脉冲高压，它和电源电压叠加后加在灯管两端，导致管内惰性气体电离发生弧光放电，使管内温度升高，液态水银汽化游离，游离的水银分子剧烈运动撞击惰性气体分子的机会急剧增加，引起水银蒸气弧光放电，辐射出波长为2537

左右的紫外线，紫外线激发管壁上的荧光粉而发出日光色的可见光。

灯管启辉后，管内电阻下降，日光灯管回路电流增加，镇流器两端电压降跟着增大，有的要大于电源电压的1.5倍以上，加在氖泡两端电压大为降低，不足以引起辉光放电，启辉器保持断开状态而不起作用，电流由管内气体导电而形成回路，灯管进入工作状态。

由日光灯工作原理可见，镇流器具有如前所述的作用：

在启辉过程中，它利用自身感抗限制灯丝预热电流并使其保持电子发射能力，防止灯丝被烧断。

在灯管启辉以后，降低灯管两端工作电压，限制其工作电流，保证灯管正常工作。

为减少磁饱和，镇流器铁芯磁路中根据所配用灯管功率不同而留有不同间隙，以增加漏磁通，限制灯管启动电流。

基本知识补充（五）

（这部分仅限了解）

一、电感器常见类型

凡能产生电磁感应作用的器件，统称为电感器，电感器用文字符号L表示。

大多数情况下，电感由一个线圈构成，故又称之为电感线圈。

实际应用中，有些线圈中常有磁性材料做它的磁芯，以增大其电感量。

电感器可分为固定电感器、可变电感器、微调电感器等。

但一般电感器主要指各种线圈，对由线圈组成的其他器件，如变压器、延迟线、滤波器等，将在后面作介绍。

常见的电感器件举例，如图01。

图01　常见的电感器件举例

二、线圈的结构与种类

01、线圈的结构

线圈通常由骨架、绕组、屏蔽罩、磁芯等组成。

根据使用的实际需要，有的线圈可以不用磁芯或屏蔽罩，或两者都没有。

甚至也可以不用骨架，像应用于短波或超高频段的线圈就是这样。

构成骨架的材料有很多：

电工纸板，胶木。

塑料、聚苯乙烯、云母、陶瓷等，这些材料，它们的介质损耗和耐热特性各不相同，比如云母、陶瓷既耐热，同时损耗又小；而电工纸板、胶木等材料，它们的耐热特性较差，损耗又大。

骨架材料的优劣，对于线圈的质量以及稳定程度都有一定的影响。

因此，使用时应据实际情况而定。

①　带磁芯的线圈，如图02所示。

②　带屏蔽罩的中频变压器，如图03所示。

带屏蔽罩的目的是防止对内、外电路的干扰。

③　单层线圈，如图04所示。

图02　带磁芯的线圈

图03　带屏蔽罩的中频变压器

图04　单层线圈

绕组大多数皆由绝缘导线在线圈骨架缠绕而成。

这些绝缘导线常用不同规格的漆包线、电磁线来做。

磁芯装入线圈后，线圈的电感量会增加，这样与同样电感量的无磁芯线圈相比，其线圈数可以减少，从而实现其体积与分布电容的减少，同时也增加了线圈的Q值。

有时为了调整线圈电感量，可以通过调整磁芯在线圈中的位置来实现。

构成磁芯的材料很多，如锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。

根据不同要求而制成不同形状，如图05。

圆形磁棒

环形磁棒

螺蚊砂芯

图05　不同形状的磁芯

02、线圈的种类

具体可分成单层线圈、多层线圈、蜂房线圈、带磁芯线圈及可变电感线圈。

①　单层线圈，如图07所示。

通常其电感量较小，约在几个微亨至几十微亨之间。

单层线圈适合于高频电路中，因为高频段电路通常所用电感值小。

②　多层线圈，如图08所示。

通常其电感量大于300H。

多层线圈除了匝与匝之间具有分布电容以外，层与层之间也有分布电容，因此其固有电容大大增加。

同时层与层之间电压相差较大，易发生跳火，绝缘击穿等问题。

③　蜂房线圈，如图09所示。

为克服多层线圈固有电容大的缺点，采用蜂房式绕制方法，可以减小线圈的固有电容。

被绕制的导线以一定的偏转角约19～26在骨架上缠绕。

④　固定电感器，如图10所示。

图07　单层线圈

图08　多层

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