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正负极怎么区分ln(正负极怎么区分ln红蓝线)

时间:2024-01-16 22:33:55 作者:流水随风 来源:网友上传

本文目录一览:

夯实基础—必要的电子知识

1 哪里都有你—信号

信号?用手机,你就有机会说“信号”了。在楼房里,你可能会说“信号差”;手机的信号条没有了,你会说“手机没信号”。

什么是信号?

交通灯是信号,一个眼色、一个手势也可以是信号。生活中处处都有信号。

手机信号是“无线电波”、“无线电信号”,它看不见,摸不着。

2.1信号差,难以通话

通常可以用示波器、频谱分析仪等设备来检测无线电信号。可用频率、幅度、相位等参数来描述无线电信号。对于一般的维修人员来说,很少关注信号的相位。

1.1 信号的频率

频率,指单位时间内信号发生周期性变化的次数。频率的国际单位是赫兹(Hz)。

简单地理解—若信号在1秒内只周期性变化一次,则信号的频率为1Hz;若信号在1秒内只周期性变化两次,则信号的频率为2Hz,如图所示。

2.2 1Hz与2Hz信号示意图

无线电信号很多,频率相当于无线电信号的名字。通过频率可以区分、检测、识别、分离不同的无线电信号,也可以区分不同的信号、电路与无线应用。

赫兹(Hz)是频率的基本单位。在实际应用中,还有千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)、吉赫兹(GHz)等,它们的换算关系如下所示:

1000Hz = 1kHz 1000kHz = 1MHz 1000MHz = 1GHz

1.2 信号的幅度

幅度指信号波形的最大上升值和最大下降值,它指明信号的强度,通常用电压(伏,V, Voltage)来表示。

在图2.3所示的信号波形图中,信号A和信号B在单位时间内的变化次数是一样的,即,信号A和信号B的频率相同。但信号A的幅度比信号B的幅度大。

2.3 模拟信号幅度说明示意图

1.3 信号的增益与损耗

信号经过电子元器件或电路后,其强度(幅度)会发生变化。

如果一个器件或一个电路的输出信号比输入信号大,那么,它所表现出的就是“增益”(gain),如图所示。我们称这个器件或电路是放大器(Amplifier)、放大电路。

2.4 增益示意图

如果一个器件或一个电路的输出信号比输入信号小,那么,它所表现出的就是“损耗”(loss),如图所示,可称为经历衰减或被衰减。

2.5 损耗示意图

2 绕不开的“地”

电路中有“地”。“地”是电子技术中一个很重要的概念。电路中有模拟地、数字地,有音频地、IO地,等等。

一般的维修人员不必理会那么多。从维修的角度看,电路的“地”就是零电位的参考点。在实际电子电路中,电路板上大片的铜皮或金属屏蔽罩,通常都是“地”。测试电路中的电压等信号时,通常将万用表的黑表笔或示波器的探头接地线连接到“地”。

在电路图中,常见的“地”的电路图形符号如图1所示。一个机器的电路可能有多种不同的“地”,如图2

所示。这些不同的“地”通常是通过零欧姆的电阻、磁珠或其他低阻抗的器件连接在一起的。

2.6 电路图中用来表示“地”的一些图形符号

2.7 电路板中不同的“地”是连接在一起的

不要将上面所述的设备外壳的接地与电路中的“地”等同起来,也千万不要将上面所述的设备外壳接地与220V交流电中的“零线”等同起来。否则,将对人员带来致命的伤害。

3 电流流动的反对者—电阻器

“请让我通过。”

“抱歉,我不想让你过去。”

2.8 电阻会阻碍电流流动

任何物质都有阻止电流流动的特性,物质的这种阻挡电流的特性被称为电阻。交流信号与直流信号都可以通过电阻,但会有一定的衰减。

不同的物质对电流的“阻力”大小不同。导体对电流的“阻力”小,如铁和铜;绝缘体对电流的“阻力”大,如木头和橡胶。

3.1 基本概念

在电路中,电阻通常用图(a)或图(b)的图形符号来表示。通常用字母“R”来标识电阻。

2.9 电阻的电路图形符号

在电路图中,常用“R”+“数字”来标识每一个具体的电阻器,例如R1、R2…R10或R101、R102…R110。字母“R”是电阻的姓,“R”后面的数字就是每一个电阻的名。

这种表示方法对于电容、电感、二极管、三极管、集成电路等都是适用的。

电阻器的种类很多,分类方法也很多。现今的电子设备中大多使用表面安装器件(D)电阻。D电阻的封装尺寸有多种,如0402、1206、2010、0805、0603、0201等。

手机中的电阻基本上都是D电阻,采用0603、0402封装的比较多。如图所示的就是几个实际的D电阻。D电阻基本上都是两端为银白色,是电阻的焊接点,中间大部分为黑色。

2.10 SDM电阻

3.2 欧姆

电阻器阻碍电流流动的“阻力”用欧姆来表示,符号是“Ω”。常用的有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。其换算关系如下:

1kΩ = 1000Ω

1MΩ = 1000kΩ

电阻与电压、电流之间的关系可用公式:R=U/I或U=IR、I=U/R来描述。这就是著名的欧姆定律(Ohm’s Law)。其中,U的单位是伏特,I的单位是安培。当电路两端的电压为1V,通过的电流为1A时,则该段电路的电阻值为1Ω。

欧姆定律表明:流过电阻的电流与其端电压成正比,而与本身的阻值成反比。

可以这样理解:电压一定时,电阻越大,流过电阻的电流越小;电阻越小,流过电阻的电流就越大。

3.3 电阻的连接

电阻在电路中以串联或并联的形式出现,或以串并联的形式出现。通过串联、并联,可得到需要的电路网络,或得到所需阻值的电阻器。

你知道“猴子捞月亮”这个故事吧?那一个个猴子就是以“串联”的形式。若几个电阻首尾相接,如图所示,就是电阻的串联。电阻串联后,可等效为一个电阻,总电阻阻值增大(a、b间的电阻),其阻值为所串联的电阻阻值的总和(R1+R2+R3=9kΩ)。

若有n个电阻串联在一起,则串联电阻的总电阻R总=R1+R2+…+Rn。

2.11 电阻的串联

在串联电阻电路中,流过每个电阻的电流一样;但每个电阻两端的电压不同。

若两个或几个电阻以头接头、尾接尾的方式连接,如图所示,则为电阻的并联。电阻并联后,可等效为一个电阻,其总电阻阻值减小(a、b间的电阻),其阻值的计算公式为:

2.12 电阻的并联

在并联电阻电路中,每个电阻器两端的电压一样;但流过每个电阻器的电流不同。

3.4 一般测量与对地电阻

可用万用表的欧姆挡来检测电阻器是否损坏,或测试其阻值。

调节万用表到欧姆挡,将万用表的两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接,即可测出实际电阻值,如图所示。

2.13用万用表检测SDM电阻

在测试电阻时,特别是在检测大电阻值的电阻时,手不要触及表笔和电阻的导电部分。

需要检测电路中的电阻时,可将电阻从电路中焊下来,至少要焊开一个头,以免电路中的其他元件对测试产生影响,造成测量误差。

对地电阻指的是一种利用万用表的电路检测方法:

将万用表的黑表笔放置在电路板的屏蔽罩或大片铜皮地上,万用表的红表笔接触电路板上元件的某一引脚或某一个测试点,万用表显示的就是该点的对地电阻。

对地电阻有正向与反向之分,以上所述是正向对地电阻。反向对地电阻是指将万用表的红表笔接地,黑表笔接测试点时所检测到的电阻。

2.3.5 短路与开路

电阻值可从零到无穷大(∞)。R=0与R=∞是两种极端的情况。

电路中,若一个电路元件的阻值接近零了,我们说出现了“短路”。

以图所示的图为例,R2的阻值本来是500Ω,但现在R2的阻值变为0Ω,我们说R2短路了。

2.14 短路示意图

短路是电路元件、电路线路之间电阻值趋向于零。短路会导致大电流产生,大电流会使器件温度瞬间急剧上升,烧毁器件(电路)。因此,在维修工作中应极力避免(特别是电源线路)短路发生。

短路现象可能是因器件损坏,可能因焊接不过关引起,也可能由于电路板漏电,机器装配不良,机器内有金属类异物而导致。

电路中,若一个电路元件的阻值接近∞了,我们说出现了“开路”。

以图所示的图为例,R2的阻值本来是500Ω,但现在R2的阻值变为∞,我们说R2开路了。

2.15 开路示意图

开路是电路元件、电路线路之间电阻值趋向于∞。开路现象可能是因器件损坏,可能因元件虚焊、脱焊,也可能由于电路板腐蚀、折断所致。在电脑电路板中,一些信号线断的情况比较多。

可利用万用表的欧姆挡或数字万用表的短路线测试挡来检查信号线是否开路。

4 没有变化?莫通过—电容器

“请让我过去。”

不行!”

“那为什么它可以通过?”

“我讨厌一成不变……”

通常所讲的电路中的电容实际上指电容器。除电阻器外,电容器是第二种最常用的电子元件。最简单的电容器可由两片靠的较近的金属片组成,即是早期的平行板电容器

2.16 电容只允许有变化的信号通过

2.17 平行板电容器

4.1 基本概念

电路图中,电容用字母“C”标识。图2.18所示的是常见的电容的电路图形符号,其中图中(a)为固定电容的电路图形符号,其余三个为电解电容的电形符号

2.18电容的电路图形符号

电容器存储电荷的能力用电容量来表示。电容容量的基本单位用法拉(F)表示,其他单位还有:毫法(mF)、微法(μF)、皮法(pF)、纳法(nF)。常用的是微法(μF)、皮法(pF)。它们之间的换算关系是:

1F(法拉)=1000mF(毫法)

1mF(毫法)=1000μF(微法)

1μF(微法)=1000nF(纳法)

1nF(纳法)=1000pF(皮法)

电容的分类方法很多,种类也很多。手机内的电容通常是D电容。图中所示的就是一些D固定电容与D电解电容。

2.19片式封装的薄膜电容

手机电路中的电容外观与电阻的外观有一点相似,两端的焊接点为银白色,只不过其中间的大部通常为灰色或者是黄色(也有淡蓝色)。

2.20 片式电解电容的极性标识

D电解电容的正负极的辨认很方便,通常电解电容的外观都是长方体,颜色以黄色和黑色最常见。电容的正极一端有一条色带,如图所示。(电容的色带通常是深黄色;黑色的电解电容的色带通常是白色)

4.2 电容的特性

电容器有许多特性。对于初学者或一般维修人员来说,记住下面两个重要的特性即可适当地分析电路。

电容通交流,隔直流。

电容通高频,阻低频。

通交流隔直流的特性容易理解(见图)—交流(有变化的)信号可以通过,直流(没有变化的)信号不能通过。

高频信号与低频信号都是交流信号。虽然交流信号可以通过电容通道,但电容对通过的信号有阻力,这个阻力被称为“容抗”。

电容量一定时,通过信号的频率越低,遇到的阻力就越大,通过的信号的损耗就越大(见图2.21);通过信号的频率越高,遇到的阻力就越小,产生的损耗就越小。

2.21电容通高频,阻低频

4.3 电容的连接

电容在电路中以串联或并联的形式出现,或以串并联的形式出现。通过串联、并联,可得到需要的电容网络,或得到所需容量的电容器。

若几个电容首尾相接,就是电容的串联,如图2.22所示。电容串联后,可等效为一个电容。串联的电容越多,总电容越小。若两个10μF的电容串联在一起,其总电容为5μF。

若两个或几个电容以头接头、尾接尾的方式连接,如图2.23所示,则为电容的并联。电容并联后,可等效为一个电容。并联的电容越多,总电容越大,其总电容计算公式为:C总=C1+C2。

2.22 电容的串联

2.23 电容的并联

4.4 电容的检测

在维修工作中,通常用万用表来检查电容是否被击穿短路。若怀疑某个电容失效或开路,通常做法是更换被怀疑的电容。

测试操作很简单:将万用表调节到比较大的电阻挡位,使万用表的表笔接触被测电容的两个引脚。若电阻很小或为0,说明电容损坏。若怀疑电路板上的某个电容,最好将该电容取下检测。

指针万用表检测电容有一定的优势。在检测容量较大的电容时,可参考以下几点:

❶ 万用表指针有一定偏转,但很快回到起始位置附近,说明电容器的质量较好。

❷ 万用表指针会有一定偏转,但停在刻度盘的某处,说明电容器有较大的漏电,指针处为漏电阻值。

❸ 万用表的指针偏转到零处不再回去,说明电容已击穿短路。

❹ 指针根本不偏转,则电容器已内部断路。

5 总是唱反调—电感

电流:“我要变大。”

电感:“我反对。”

电流:“那我变小吧。”

电感:“还是反对。”

电流:“为何总是反对呢?”

电感:“我讨厌变化。对于电流,阻止它变化是我的原则。”

电感器是电子电路常用的元件之一。将一根漆包线或沙包线绕在铁芯或磁芯上,或一个空心线圈就是一个电感。电感是利用电磁感应的原理进行工作的。

2.24 电感总是反对电流变化

5.1 基本概念

电路图中用字母“L”来标识电感,其电路图形符号如图2.25所示。图2.25(a)用来标识固定值的电感器。图2.25(b)用来标识有铁(磁)芯的电感。

2.25 电感器的电路图形符号

电感(量)的单位是亨(H)。常用的电感量单位还有毫亨(mH)、微亨(μH)、纳亨(nH),其换算关系是:

1H = 1000mH

1mH = 1000μH

1μH=1000nH

电感器种类很多。手机电路中通常采用D电感。图2.26所示的就是一些不同类型的D电感。片式射频电感有线绕、多层片式、薄膜片式、多层磁屏蔽片等多种

2.26 一些不同类型的SDM电感

机射频电路中的电感比较容易识别,大多数电感体的一部分是白色(也有淡蓝色),两端的焊接点是银白色,有些电感器还可以看到线圈,如图2.26所示。

5.2 电感的特性

电感器有许多特性。对于初学者或一般维修人员来说,记住下面两个重要的特性即可适当地分析电路。

电感通直流,阻交流。

电感通低频,阻高频。

通直流、阻交流的特性容易理解—直流(没有变化的)信号可以通过。交流(有变化的)信号可以通过,但有损失,损失的大小与交流信号的频率相关(参见下一个特性)。

高频信号与低频信号都是交流信号。虽然交流信号可以通过电感通道,但电感对通过的信号有阻力,这个阻力被称为“感抗”。

电感量一定时,通过信号的频率越低,遇到的阻力就越小,通过的信号的损耗就越小(见图2.27);通过信号的频率越高,遇到的阻力就越大,产生的损耗就越大。

2.27 电感通低频,阻高频

5.3 电感的连接

电感在电路中可以串联,也可以并联。通过串联、并联,可得到需要的电路网络,或得到所需的电感器。

若几个电感首尾相接,如图2.28所示,就是电感的串联。电感串联后,可等效为一个电感,总电感增大(a、b间的电感),其电感量为所串联的电感的总和。若有n个电感串联在一起,则串联电感的总电感L总=L1+L2+…+Ln。

2.28电感的串联

若两个或几个电感以头接头、尾接尾的方式连接,如图2.29所示,则为电感的并联。

2.29 电感的并联

5.4 检测电感器

一般情况下,可用万用表来对电感器做一般性质的检测。

将万用表置于R×1挡,用两表笔分别碰接电感线圈的引线脚。用万用表检测电感器时,其电阻应接近“0”。如果电感器的电阻非常大,应该是电感器内部断线。

由于大多数电感器的直流电阻很小(毫欧级),一般的万用表是无法检查电感器的绕线间是否出现短路的。如果使用毫欧表,或有毫欧量程的高精度数字万用表,可以对部分电感器是否有绕线短路现象予以检查判断。

可以对部分电感器是否有绕线短路现象予以检查判断。

当被测的电感器电阻值为0Ω时,说明电感线圈内部短路,不能使用。如果测得电感线圈有一定阻值,说明正常。电感线圈的电阻值与电感线圈所用漆包线的粗细、圈数多少有关。电阻值是否正常可通过相同型号的正常值进行比较。

6 单行道—二极管

“退回去!你走错道了。”

“¥#×¥×……%”

“不要乱找理由。单行道,只允许一个方向通行!”

2.30 二极管的电流只能是一个方向

6.1 基本概念

二极管是半导体器件,有两个电极,分别被称为正极(阳极)和负极(阴极)。图2.31所示为二极管的电路图形符号,其中三角箭头表示正向电流的方向,即正向电流从二极管的正极流入,负极流出。电路图中用以标识二极管的字母并不固定,常见的有V、D、Q等。

二极管的种类与分类方法很多。按材料分,可分为硅材料二极管、锗材料二极管。

2.31 二极管及其电路图形符号

在体积较大的二极管管体上,通常会标注二极管的型号,用一条色带来标识二极管的负极,或用二极管的电路图形符号来指明二极管的极性。

二极管的封装(外形、尺寸)是多种多样的,图2.32展示了一些二极管的封装及其代码。手机中的二极管基本上都是D器件,如图2.32中右边的四个。

需注意的是,在手机等电子设备中,常有一些二极管组件。这些二极管组件可能有3、4、5或更多引脚,其内部二极管的连接通常需要搜索相关的datasheet (数据表)来确认。

2.32基本二极管的封装及其代码

6.2 单向导电与偏置电压

单向导电性是二极管的重要特性。

当给二极管加上外接电源时,则我们说给二极管加上了偏置电压(或偏置)。

偏置电压有两种:正向偏置和反向偏置。

正向偏置:给二极管的正极接电源的正极,给二极管的负极接电源的负极。

反向偏置:给二极管的正极接电源的负极,给二极管的负极接电源的正极。二极管有一个反向偏压的耐压值,当反向偏压太大时,二极管会被击穿损坏。

二极管在正向偏置时与反向偏置时所表现出来的现象是不同的。

正向导通:当给二极管加上正偏电压时,二极管对外电路呈现较小的电阻,二极管流过比较大的电流,电流从二极管的正极流入,从二极管的负极流出。

反向截止:当给二极管加上反偏电压时,二极管对外电路呈现很大的电阻,二极管中的电流很小,几乎处于关断状态,二极管基本上不导电,这种状态称为二极管的截止。

正向导通,反向截止—这就是二极管的单向导电性。

可以用一个简单的比喻来描述一下二极管的正向导通,反向截止。

2.33 二极管电流只能由正至负

我们把二极管看作一道平时关闭的单方向向里开的门(见图2.34)。当没有外力作用时,相当于二极管没有加偏压,二极管是关断的;当给门一个向里推的力时,门开始打开,就像给二极管加上正向偏压一样,二极管开始导通;当给门一个向外拉的力时,门不能打开,就像给二极管加上反向偏压一样,二极管也不导通。

2.34 通过单向开启的门来理解二极管的单向导电性

二极管有一个反向偏压的耐压值,当反向偏压太大时,二极管会被击穿损坏,就像这道门一样,若给它向外的拉力大到一定程度时,门是会被拉开,但门也损坏了。

并不是随便给二极管加上一个正向偏置电压,二极管就可以导通。只有当二极管两端的正向偏置电压达到一定时,二极管才开始导通。使二极管刚刚能导通的电压被称为起始电压。

不同材料的二极管的起始电压不同,一般来说,锗材料二极管的起始电压为0.15~0.3V,硅材料的二极管起始电压为0.6~0.8V。

6.3 特殊二极管

特殊二极管比较多,如发光二极管、光敏二极管、变容二极管、开关二极管,等等。

发光二极管(LED)主要被用来作背景灯及信号指示灯。发光二极管的图形符号如图2.35所示。正常情况下,发光二极管的正向电压在1.5~3V之间。发光二极管只工作在正偏状态。

2.35 发光二极管

发光二极管的发光强度基本上与发光二极管的正向电流呈线性关系。但如果流过发光二极管的电流太大,就有可能造成发光二极管损坏。在实际运用中,一般在二极管电路中串接一个限流电阻,以防止大电流将发光二极管损坏。二极管电路中串接一个限流电阻,以防止大电流将发光二极管损坏。

稳压二极管是利用二极管被反向击穿后,反向电流在一定的范围内,二极管两端的反向电压不随反向电流变化的特点进行稳压的。图2.36所示的是稳压二极管的两种电路图形符号。

2.36 稳压二极管的电路图形符号

稳压二极管需要反向偏置才能发挥其作用,即稳压二极管的负极连接高电位,稳压二极管的正极连接低电位,如图2.37所示。通常,会在稳压二极管线路上串接一个限流电阻(图中的RD),以避免大电流损坏稳压二极管。

2.37 一个简单的二极管稳压电路

6.4 检测二极管

不论是数字万用表,还是指针式的模拟万用表,测试二极管的一个基本判断原则是:两次测试,其中一次测试万用表显示数值很小,另一次测试则显示数值很大。

调节数字万用表到二极管测试挡位。当数字万用表的红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极时,数字万用表的读数通常在0.5~0.7(或0.15~0.3)。若反接万用表的表笔,则数字万用表的读数很大。否则,二极管性能不良,或二极管损坏。

也可在线测试二极管。如果电路处于加电状态,调节万用表到合适的电压挡。使万用表的红表笔接触二极管的正极,使万用表的黑表笔接触二极管的负极,万用表的读数通常在0.5~0.8(或0.15~0.3)。

7 放大与开关—三极管7.1 基本概念

三极管是电子技术应用中很重要的半导体器件,三极管也被称为晶体管、晶体三极管、双极型晶体管(BJT)。

三极管有3个电极。这3个电极分别被称为基极(B)、发射极(E)、集电极(C)。

三极管有NPN和PNP两种结构形式,两者除了电源极性不同外,其工作原理都是相同的。

在电路图中,三极管通常用图2.38所示的图形符号来表示。图2.38(a)所示的两个图形都是NPN三极管的图形符号,图2.38(b)所示的是PNP三极管的图形符号,其中箭头方向表示发射极电流的实际流向。在电路图中,三极管没有固定的用来标识的字母。

2.38 NPN与PNP三极管的电路图形符号

三极管分类的方法很多:

按结构分,有NPN与PNP两大类。按所用材料分,有硅三极管与锗三极管两大类。按承受的功率大小分,可分为小功率三极管、率三极管、大功率三极管。按工作频率分,可分为高频三极管与低频三极管。按用途分,可分为普通放大三极管与开关三极管等。

单从三极管的外形看,三极管多种多样。三极管有3个电极的,有4个电极的;有采用有引脚封装的,也有采用无引脚片式封装的(D器件)。图2.39所示的就是一些三极管的实物图。

2.39 部分三极管实物图

7.2 三个电极

三极管的3个电极分别是基极(B)、集电极(C)、发射极(E)。我们可简单地用图2.40来模拟三极管的3个电极。

我们可简单地将三极管的基极B与集电极C之间看成一个二极管;将三极管的基极B与发射极E之间看成一个二极管。结合二极管的知识可知,在用万用表检测三极管的基极-发射极、基极-集电极时,其测试结果与二极管的测试结果基本一致。

2.40 用二极管模拟三极管的三个电极

当然,三极管绝不是两个二极管的简单组合。如此模拟,主要是为了便于初学者理解后面即将讲到的三极管的三个电极的电压关系,三极管的检测等。

7.3 放大作用

三极管与二极管的最大不同之处在于三极管具有放大作用。

所谓放大,就是输出的信号比输入信号在某一参数上变大了。

一个很生活化的例子是大会场使用的扩音机。扩音机就是一个放大器,它将输入的声音信号功率放大,以使整个会场的人都能听清楚作报告的人在说什么。三极管是一个电流控制器件。较小的基极电流变化可以引起集电极电流较大的变化。可以通过控制基极电流的变化,来改变三极管集电极的电流大小。也就是说,基极电流对集电极电流具有小量控制大量的控制作用。这就是三极管的电流放大作用。

用一个生活中的例子来类比说明三极管的放大作用:大家都知道“千斤顶”,通过千斤顶的手柄施加一个比较小的力,千斤顶可以产生很大的举力。千斤顶对输入的力进行了“放大”。

千斤顶的手柄好比三极管的基极,千斤顶的顶举件好比三极管的集电极,千斤顶的底盘好比三极管的发射极(接地),如图2.41所示。

2.41 千斤顶与三极管

人作用于千斤顶的力量就好比给三极管的基极所施加的电流;千斤顶所产生的巨大举力就好比三极管集电极输出的电流。

7.4 外部工作条件

可以说千斤顶是力的“放大器”,一旦通过手柄输入“力”,千斤顶内部系统就通过顶举件将放大了的“力”表现出来。

三极管不是放大器,它仅仅是一个元件。若仅仅三极管的基极有输入,三极管是不会有任何放大作用的。

必须给三极管以合适的外部条件,三极管才能实现放大作用。这个外部条件就是给三极管适当的偏置,即给各电极加上合适的电压。

三极管组成的放大电路多种多样,但无论三极管组成的放大电路形式如何变化,要使三极管具有放大作用,必须满足:发射极正偏,集电极反偏。

再结合图2.40与二极管的知识可知:

对于NPN三极管来说,要发射极正偏,就需基极的电压大于发射极电压;要集电极反偏,就需集电极电压大于基极电压,如图2.42(a)所示。

对于PNP三极管来说,要发射极正偏,就需基极的电压小于发射极电压;要集电极反偏,就需集电极电压小于基极电压,如图2.42(b)所示。图中的Rb被称为基极电阻,基极电源Vbb经Rb给基极供电;Rc被称为集电极电阻,集电极电源Vcc经Rc给集电极供电。

2.42 三极管的外部工作条件示意图

图2.42所示的是利用双电源给三极管供电,在实际应用中,通常采用单电源给三极管供电,如图2.43所示。为了使三极管3个电极的电压满足发射极正偏、集电极反偏,通常使Rb>>Rc。

2.43 单电源供电

若掌握以上三极管3个电极间的关系,就可以通过测试正常电路中三极管3个电极的电压,来判断这个三极管是NPN还是PNP三极管(参见后面测试判断)。

对于三极管来说,Vb指三极管基极与地之间的电压,Vbe则指三极管的基极与发射极之间的电压。

放大电路中,不同材料、不同类型的三极管的Vbe不同。Vbe类似于PN结、二极管的起始电压。硅材料的NPN型三极管的Vbe是0.6~0.8V,硅材料的PNP型三极管的Vbe是−0.8~−0.6V;锗材料的NPN型三极管的Vbe是0.15~0.3V,锗材料的PNP型三极管的Vbe是−0.3~−0.15V。

7.5 三极管放大电路

根据三极管放大电路输入、输出的公共端点的不同,三极管放大电路有三种基本的电路形式:共基极电路、共发射极电路、共集电极电路。

三极管共发射极放大电路是最常见的三极管放大电路。图2.44所示的就是三极管共发射极放大电路的原理示意图。

2.44 基本共发射极放大电路

其中,三极管Q是放大电路的核心器件,其发射极作为输入输出的公共端,连接到地。

C1是输入电容,又被称为输入耦合电容。C1一方面被用来隔断放大电路与信号源(或前级电路)之间的直流联系,另一方面又将输入的交流小信号耦合到三极管的发射结上,以起放大控制作用。

C2是输出电容,又被称为输出耦合电容。C2一方面用来隔断放大电路与负载(或后级电路)之间的直流联系,另一方面又将放大后的信号耦合到输出端,以供负载使用。

Rb是基极电阻,又被称为基极偏置电阻。Vbb是基极电源,又被称为偏置电源。Rb、Vbb与三极管的基极和发射极一起组成三极管的基极回路,使三极管的发射极处于正向偏置。Rb的阻值通常在几十千欧至几百千欧。若Rb为0,输入的交流信号将经电源Vbb短路到地,无法起控制作用,电路不能实现放大功能。

Rc是集电极电阻。Vcc是集电极电源。Vcc、Rc与三极管的集电极、发射极组成集电极回路,为集电极提供合适的偏置电压,使集电极处于反向偏置。Vcc不但为三极管提供工作电源,还为输出信号提供能量。Rc的阻值通常为几千欧至十几千欧。其中,Rc被用来将集电极电流的变化转化为电压的变化,借以实现电压放大,因此,Rc又被称为集电极负载电阻。

ui是输入信号(电压),uo是输出信号(电压)。

图2.44所示的是一个使用双电源的原理性电路,并不实用。在实际应用中,通常采用单电源供电的放大电路。图2.45所示的就是一个采用单电源供电的三极管供发射极放大电路,三极管的基极与集电极使用同一个电源,通常选取合适的Rb与Rc参数来使三极管的发射极正偏、集电极反偏。

2.45 单电源供电的三极管共发射极放大电路

在习惯的电路画法上,一般不画出电源的符号,仅标出它对地的电压值和对地的极性(+或−),例如,图中的“+Vcc”也可以是“+5V”、“−3V”、“VRF”,等等。

当放大电路无信号输入时,三极管电路各处的电压电流不变。当有输入信号进入,且在信号的正半周时,信号电压叠加在基极电压上,基极电压上升,基极电流上升,使三极管的集电极电流成倍地增长。集电极电流的增大使集电极电阻上的电压降(电阻两端的电压)增大,导致集电极电压(三极管集电极的对地电压)下降。

当输入信号处于负半周时,信号电压使基极电压下降,基极电流下降,使三极管的集电极电流下降。集电极电流的减小使集电极电阻上的电压降减小,导致集电极电压增大。由于集电极电流的变化量比基极电流的变化量大,所以集电极电压的变化量也比基极电压的变化量大,从而使基极信号被放大输出。

从上面的描述可以看到,集电极输出的信号波形与基极输入的信号波形是反向的,所以三极管共发射极放大电路又被称为反向放大器。

基于本书的目的,这里并不准备深入讨论放大电路。对于三极管放大电路,可以记住这样几个结论:

❶ 三极管需要合适的直流工作点,即三极管的各电极需要合适的偏压;

❷ 三极管是电流控制器件,三极管放大的是电流,通过集电极电阻,使三极管集电极电流的变化转化为电压的变化,从而实现放大电路的电压放大功能;

❸ 三极管共发射极放大电路输出的、放大后的信号电压极性与输入信号电压极性相反,因此,共发射极放大电路又被称为反向放大器。

7.6 三极管开关电路

三极管不仅可以用在放大电路上,在开关电路中也有非常广泛的应用。

在开关模式下,三极管的集电极(C)、发射极(E)通道相当于一个由基极输入信号控制的开关。

对于NPN三极管来说,输入的信号(Vbe)远小于起始电压时(低电平,0V),三极管的C、E通道断开(三极管截止);当输入的信号(Vbe)远远大于起始电压时(高电平),三极管的C、E通道闭合(三极管饱和),如图2.46所示。

PNP三极管输入控制信号相对应的开关状态则与NPN三极管相反,如图2.47所示。

2.47 NPN 三极管开关状态说明图

PNP三极管开关状态说明书

7.7 检测三极管

用万用表检测三极管很简单:

❶ 设置数字万用表到二极管测试挡。

❷ 对于NPN三极管:万用表的红表笔接三极管的基极,黑表笔分别接三极管的集电极与发射极,万用表的显示应为0.5~0.8(硅管)或0.15~0.3(锗管),否则,说明三极管损坏或性能不良。

❸ 对于PNP三极管:万用表的黑表笔接三极管的基极,红表笔分别接三极管的集电极与发射极,万用表的显示应为0.5~0.8(硅管)或0.15~0.3(锗管),否则,说明三极管损坏或性能不良。

❹ 万用表的红、黑表笔分别接三极管的集电极、发射极,显示应很大,否则,说明三极管损坏。

7.8 检修三极管电路

检修三极管电路时,主要是通过三极管三个电极的电压来分析判断。

正常情况下,放大电路中三极管的Vbe为0.5~0.8V(硅管)或0.15~0.3V(锗管)。否则,说明三极管放大电路不正常,应检查其周围的电阻电容是否损坏?检查三极管是否损坏。

测试Vbe时,将万用表设置为合适的电压挡,万用表的红、黑表笔分别接三极管的基极、发射极。

例如,在图2.48所示的三极管放大电路中,三极管是一个硅材料的三极管。用万用表所检测到三个电极的电压如图中所示。那么套用Vc>Vb>Ve,以及三极管的起始电压,可以判断图2.48所示的电路工作是正常的。

2.48 三极管电路判断示意图1

但假若检测到电路中的电压如图2.49(a)或图2.49(b)所示,说明放大电路工作不正常。

2.49 三极管电路判断示意图2

图2.49(a)所示情况的原因很多,可能是R1开路、R4开路、三极管损坏(三极管B、E极开路,或三极管C、E极开路)。图2.49(b)所示则相对简单,应该是三极管的基极与发射极之间短路。

对于阻容耦合的三极管放大电路来说,如果发现电路工作不正常,可将三极管取下,然后用万用表分别检查三极管电路中的电阻与电容即可。

三极管开关电路的检修是比较简单的。

对于三极管来说,若基极输入的是高电平,则三极管的集电极电压应该为低电平;若基极输入的是低电平,则三极管的集电极电压应该为高电平,否则,说明三极管损坏,或者是三极管的外围元件损坏。

对于任何三极管电路,可先检查其供电是否正常。若供电不正常,检查相关的电源电路,或相关电源的输送线路。

需注意的是,对于输入到基极的控制信号,除观察有没有信号外,还应注意信号的幅度(电压)是否正常。若信号的幅度不正常,也会导致开关电路的输出不正常。

8 过滤信号的筛子—滤波器

如何快速将混在一起的花生与绿豆分开?

没错,用合适的筛子。

如何将两个不同的信号分开?

没错,用滤波器。

2.50 滤波器—信号筛子

无线电收发设备无一例外地会用到滤波器。滤波器被用来选择性地通过或抑制某些信号。

2.51 几种滤波器的电路表示符号

在射频电路中,滤波器的运用是非常重要的。滤波器不仅能滤除不需要的信号,还能整形信号,提供电路之间的阻抗匹配。

所有的滤波器,不论它们是如何构造的,都可以归为4种:低通滤波器(LPF)、高通滤波器(HPF)、带通滤波器(BPF)、带阻滤波器(BSF),图2.51所示的是几种滤波器在电路图(或电路方框图)中的表示符号。

8.1 接收滤波器

在接收机中,低噪声放大器输入端、输出端的滤波器就是接收射频滤波器。

低噪声放大器输入端的接收射频滤波器主要起到选择工作频段、限制输入带宽、减少互调失真、抑制杂散信号、避免杂散响应、减小本振泄漏的作用,在FDD系统中还可起到频域双工器的作用。低噪声放大器输出端的射频滤波器通常起到抑制由LNA放大或产生的镜像干扰、进一步抑制其他杂散信号、减小本振泄漏的作用。图2.52所示的就是几个手机中的接收射频滤波器。

2.52 几个手机中的接收射频滤波器

图2.53所示的是一个接收射频滤波器电路,其中的U1261、U1271、U1272是滤波器,它们只有一个输入端,一个输出端。三个滤波器分别提供900MHz、1800MHz、1900MHz频段的接收信号通道。

2.53松下A100手机中的接收射频滤波电器

图2.54所示电路中的滤波器有一个输入端,两个输出端。滤波器既对接收射频信号滤波,又将信号转换成一对差分射频信号。

2.54 松下X100手机的接收射频滤波电器

识别与查找接收射频滤波器、接收射频滤波器电路都是比较容易的。在手机电路板上,接收射频滤波器通常是靠近射频芯片,远离功率放大器。在手机电路图上,在接收射频滤波器的信号线路上总会有含英文字母RX、LNA、FL等的标注。

8.2 发射滤波器

在发射机中,调制器等电路输出的信号包含了有用信号与其他因调制器的非线性而产生的无用信号,发射滤波器对其滤波,仅有用的信号被送到功率放大器进行功率放大。

图2.55内的Z7543、Z7544就是发射滤波器。Z7544是复合器件,有两个输入信号端口,一个输出信号端口。射频滤波器既对发射射频信号滤波,又对信号进行组合。射频芯片输出差分射频信号,经Z7544滤波、转换后,输出最终发射信号到功率放大器电路。

2.55 诺基亚N97mini手机的W发射滤波器电路

Z7543相当于将两个Z7544集成在一起。

在手机中,发射射频滤波器与接收射频滤波器的外观比较相似,在识别时应予以注意:发射射频滤波器通常是靠近发射功率放大器,而接收射频滤波器远离发射功率放大器。

在手机电路图中,识别发射射频滤波器电路则比较容易:发射射频滤波器的输出端通常都是直接连接到,或通过电阻匹配电路连接到功率放大器的射频信号输入端口。

盘点阻容降压电路的点点滴滴,关于阻容降压知识全在这了

一 阻容降压的基本概念

1、什么是阻容降压?

阻容降压是一种利用电容在一定频率的交流信号下产生的容抗来限制最大工作电流的电路。

电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

2、阻容降压电路由哪几部分组成?

阻容降压电路由降压模块、整流模块、稳压模块和滤波模块组成。

3、阻容降压基本设计要素

电路设计时,应先确定负载最大工作电流,通过此电流值计算电容容值大小,从而选取适当电容。

此处与线性变压器电源的区别:阻容降压电源是通过负载电流选定电容;线性变压器电源是通过负载电压和功率选定变压器。

4、阻容降压电流计算

阻容降压电路可以等效为由降压电容C1和负载电阻R1组成,电阻和电容串联分压。

电容C1的容抗为Zc=-j/wC=-j/2πfC

电阻R1的阻抗为Zr=R

总的等效阻抗为Z=Zc+Zr=-j/2πfC+R

所以I=U/Z=U/(Zc+Zr)=U/(-j/2πfC+R)

因为阻容降压电源仅适用于小电流电路,选取的电容容值范围一般为0.33UF到2.5UF,所以Zc为-1592j到-9651j。而等效负载阻抗Zr在200Ω左右,显然有|Zc|>>|Zr|,同时输入电源电压分在负载上的压降也远小于电容的压降,所以有:Z≈Zc,矢量图的θ角接近于90°。

由此可得:

I=U/Z=U/Zc=U/(-j/2πfC)

=220*2π*f*C*j

=220*2π*50*C*j

=j69000C

I=|I|∠90°,电流有效值I1=|I|=69000C。当整流方式采用半波整流时,I1=0.5|I|=34500C。

设计举例

已知条件:负载工作电流15mA,工作电压5V。求降压电容容值?

采用半波整流方式,根据计算式I1=0.5|I|=34500C可知,C=0.43uF。所以此处选用0.47uF的电容,反过来可以验证提供的电流I1=34500C=16.2mA,多余电流从稳压管流过。

阻容降压的优点:

体积小;成本低。

阻容降压的缺点:

非隔离电源,不安全;

不能用于大功率负载;

不适合容性和感性负载;

不适合动态负载。

二、阻容降压的基本原理

1、电容充电放电原理

电容是一种以电场形式储存能量的无源器件。电容充放电过程的本质是两导电平行板获取与释放电子的过程。

电容充电:

当电容内电场强度E小于电容两端外接电源电压U时,电容开始充电。此时电容正电极不断失电子,负极不断得电子,内电场E不断增强直到与外接电压U相等时,充电结束。

电容放电:

当电容内电场强度E大于电容两端外接电源电压U时,电容开始放电。此时电容正电极不断得电子,负极不断失电子,内电场E不断减弱直到与外接电压U相等时,放电结束。

电容的直流充电放电过程

如上图充电过程,求C1电压冲到1V时间:

因为V0=0V、Vt=1V、V1=5V、R=10K、C=0.1uF,所以T= 10000*0.1*0.000001*Ln(5/4)=223uS

电容的交流充电放电过程

电容的直流充电放电是一次完成的,而交流充电放电是一个不断重复出现的过程。

全波整流电路

半波整流电路

各元器件作用和选择

F1:保险丝,起过流保护作用,选用400mA250V型号。

RV1:压敏电阻,起浪涌保护作用,一般选用10D471K型号。

C1: 降压电容,利用较大的容抗限制电路总电流。常用聚酯电容(CL21)、聚丙烯电容(CBB21)、安规电容(X2) ,容值依负载需求而定,此电容容量越大电路越不安全,在设计此电路时,如果220VAC供电情况下容量超过2.5uF,110VAC供电情况下容量超过4uF就因该放弃阻容降压考虑其它电路。此处选用0.56uF安规电容(X2),提供19mA电流。

R2:放电电阻,断电后为电容C1提供放电回路,防止在快速插拔电源插头或插头接触不良时C1电容上的残余电压和电网电压叠加对后续器件形成高压冲击和防止拔出电源插头后接触到人体对人员产生伤害。一般要求断电后C1电压衰减到37%的时间应小于1秒,因为T=RC*Ln[(V0-V1)/(Vt-V1)],所以T=RC,R=t/C,R<1/C。此处用3个390K的0805贴片电阻(分担电压和功率)。

R1:限流电阻,此电阻主要是防止首次上电和在快速插拔电源插头或插头接触不良时所产生的高压冲击对整流二极管的损坏。电容C2在首次上电如果刚好碰在波峰处,因C2在通电瞬间呈短路状态(一阶零状态响应),此时交流电源直接加在R1和整流管上,R1上有220VAC*1.414=311VDC瞬间直流电压,如果上电时C1电荷未放完,此电压可能会更高 。所以R1要选择耐电流冲击强和耐高压的电阻,R1电阻不能太小,也不能太大,电阻太小冲击电流大,电阻太大整个电路功耗增大。整流二极管的峰值电流一般会比较大,如1N400X系列峰值电流为50A,所以一般取R1电阻在10-50Ω之间。

DZ1:稳压二极管,选用1N4733,稳压电压Vz为5.1V。DZ1的最大稳压电流Iz必须大于电容C1最大充放电电流。

R5:与电容E1、C2组成RC滤波,减小纹波。

D1:整流二极管,起半波整流作用,选用1N4007。

D2:整流二极管,起半波整流作用,选用1N4007。

E1:电解电容,对稳压后的电压滤波,同时在电源关断的半个周期为负载提供电能。电源下半个周期来临前,E1必须保证为负载提供的电压不能衰减太多,此处选用1000uF25V型号。T=RC*Ln[(V0-V1)/(Vt-V1)]=10mS,所以衰减后的电压Vt=4.8V。

C2:贴片电容,滤波作用,选用0.1uF。

R6:放电电阻,断电后为E1提供放电回路,一般为5~10K。

R7:等效负载。

主要元器件的图片

一次熔断保险丝

自恢复保险丝

压敏电阻

金属化聚酯膜电容器(CL21)

金属化聚丙烯电容器(CBB21)

X2安规电容器(CBB62/MKP)

三、阻容降压的应用

阻容降压因其体积小成本低的特点,适合于小功率小电流负载。常见应用有电能表、小功率LED灯驱动、小家电和温控器等。

LED灯驱动

小家电应用

风扇控制器

电暖气控制器

咖啡机

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频率对电容的重要性,普通电解电容和高频电解电容有什么区别?

一、电解电容重要性

电解电容的基本结构是外面有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个正负极电极,这就构成了电解电容的基本结构,它的作用主要是滤波,也就是减少纹波、稳定电流,广泛用于开关电源等产品,它的工作过程可以理解为充放电的过程,因此对于理想的电解电容来说它是不消耗能量的,不消耗能量也就意味着它不会发热,但是实际的电容都会发热的,这是由于存在内阻的原因。

二、电解电容分类

目前,电解电容器主要有两大类,一类是铝电解电容器,另一类就是钽电解电容器了,这两者主要区别是阳极材质有所不同,都是电路较为常用的电解电容,作为电解电容,它的容量一般都是在1μF以上,但是容量在1μF的电容不一定就是电解电容,也有其他的电容,比如独石电容、涤纶电容等。电容的作用有哪些,其实可以这样根据电容名称来理解

三、普通电解电容

要说普通的电解电容,我们用的最多的莫过于铝电解电容了,这种电容容量大且易发生漏电,适合作为滤波用,但是这种电容内阻大,如下图是电容等效电路图,其中:Rc是漏电阻,Ln是寄生电感,Rn是其他原因引起的损耗电阻。

电容等效电路图

铝电解电容在频率高于一定条件时候机会发生谐振,在这之前呈现容性,超过这个频率就会呈现感性,因此在我们实际电路,如果频率不高的话,一般是工作频率小于电容自身谐振频率的1/10,这时候我们可以忽略电容的寄生效应对电路的影响。

电容阻抗特性曲线图

四、高频电解电容

高频电解电容是相对于普通的电解电容来说,顾名思义这种电容适合于高频场合,高频电容容量一般不能做到与普通的电解容量那么大,高频电容适合于在频率较高的电路,例如开关电源的滤波,在开关电源中的输出滤波电解电容器,其输出电压频率高达数十kHz,甚至数十MHz,对于普通电解电容,在这个频率下早就呈现感性,但是高频电容却能起到很好的滤波作用。电容知识普及:什么是高频电容和瓷片电容,它们有什么区别

如何区分地线 零线 火线?

为了使交流电有很方便的动力转换功能,通常工业用电,三根正弦交流电。电流相位(反映电流的方向大小)相互相差120度。通常我们将每一根这样的导线称为相线(火线),通常电力传输是以三相四线的方式,三相电的三根头称为相线,三相电的三根尾连接在一起称中性线也叫"零线"。叫零线的原因是三相平衡时刻中性线中没有电流通过了,再就是它直接或间接的接到大地,跟大地电压也接近零。地线是把设备或用电器的外壳可靠的连接大地的线路,是防止触电事故的良好方案.火线又称相线,它与零线共同组成供电回路。在低压电网中用三相四线制输送电力,其中有三根相线一根零线。为了保证用电安全,在用户使用区改为用三相五线制供电,这第五根线就是地线,它的一端是在用户区附近用金属导体深埋于地下,另一端与各用户的地线接点相连,起接地保护的作用。

火线、零线、地线的颜色

按我国现行标准,GB2681中第3条依导线颜色标志电路时,一般应该是相线-A相黄色,B相绿色,C相红色。零线-淡蓝色。地线是黄绿相间。如果是三相插座,左边是零线,中间(上面)是地线,右边是火线

用电分为动力用电和家用电.

动力用电就是常说的380伏电,多用于工厂.这种电多是三相四线.四线中三根火线,一根零线.火线是指三相四线电网A B C中的任意一相,零线是指三相四线对地无电压有电流的那一根电线,三根火线经过负载如电动机等用电设备后都经过零线形成回路,设备才能正常工作.零线在发电厂是接地的. 一般情况下,三相电路中火线使用红、黄、蓝三种颜色表示三根火线,零线使用黑色。

家用电是指我们常说的220伏电也叫单相电,有两根线,一根火线,一根零线.火线经过负载如灯泡等用电器后经零线形成回路,用电器才能正常工作.这里的零线在发电厂也是接地的.单相照明电路中,一般黄色表示火线、蓝色是零线、黄绿相间的是地线。也有些地方使用红色表示火线、黑色表示零线、黄绿相间的是地线。一般情况下红色是火线,蓝色是零线,黑色是地线.

动力电和家用电的零线虽然在发电厂都是接地的,但我们平时说的地线和零线不是一个概念.你看我们家里的三孔电源插座,如果是正规施工,其中一个孔是火线,一个孔是零线,一个孔是地线.这里的地线整座楼汇集后接地.这才是常说的地线.多数家用电器都要求要接地线,就是要和这根地线接在一起.

火线是带电的,地线和零线是不带的,家用两插孔的插座里有一根火线,一根零线,用电笔能测出带电来的是火线,不带电的是零线,三插孔的插座里才有地线,地线要连接在用电器的外壳上,以防止电器漏电使人触电伤亡。

另外,家用插座里各孔的接线位置是有规定的,如果拆开插座可以看到,标有L标记的点是接火线的,N标记的是接零线的,地线有个专门的接地符号。不懂的人千万不要乱接(特别是地线的位置),否则可能造成严重后果。

地线是作为电路电位基准点的等电位体。这个定义是不符合实际情况的。实际地线上的电位并不是恒定的。如果用仪表测量一下地线上各点之间的电位,会发现地线上各点的电位可能相差很大。正是这些电位差才造成了电路工作的异常。电路是一个等电位体的定义仅是人们对地线电位的期望。HENRY 给地线了一个更加符合实际的定义,他将地线定义为:信号流回源的低阻抗路径。这个定义中突出了地线中电流的流动。按照这个定义,很容易理解地线中电位差的产生原因。因为地线的阻抗总不会是零,当一个电流通过有限阻抗时,就会产生电压降。因此,我们应该将地线上的电位想象成象大海中的波浪一样,此起彼伏。

目前,我们使用的电源插座大多是单相三线插座或单相二线插座。单相三线插座中,中间为接地线,也作定位用,另外两端分别接火线和零线,接线顺序是左零右火,即左边为零线,右边为火线.凡外壳是金属的家用电器都采用的是单相三线制电源插头。三个插头呈正三解形排列,其中上面最长最粗的铜制插头就是地线。地线下面两个分别是火线

(标志字母为"L"Live Wire)零线(标志字母为"N"Naughtwire),顺序是左零右火,(插头背面对着自己本人时)。

地线通过深埋的电极与大地短路连接。市电的传输是以三相的方式,并有一根中性线,三相平衡时中性线的电流为零,俗称"零线",零线的另一个特点是与地线在系统总配电输入短接,电压差接近为零。三相电的三根相线与零线有220电压,会对人产生电击,俗称"火线"。

为什么会触电?

有的人误以为零线就是地线,把家用电器的接地和零线接一起,那么火线在和零线形成回路的同时也和家用电器的外壳形成回路,使外壳带电,尤其是在零线因故障已断开而电源插座接地又不好的情况下更容易触电.

1、零线:在家庭用电中,零线通常是指从变压器接地体引出来的线,它的接电阻有严格的规定,必须小于等于0.5欧姆,这样才能保证用电设备正常使用;

2、火线:是相对于零线来说的,通常家庭用电只是用三相电的其中一相,它的线电压为220伏,它是通过零线构成回路使家用电器工作的;

3、地线:我们给家用电器接的电线,通常是为了安全和消除静电而接的地线,它对接地电阻没有严格的要求,通常是比较大的,对地电压没有电流通过时为零,把它做为用电器的零线是无法让设备正常工作的;

4、中线

就是将用电设备的金属外壳与电源(发电机和变压器)的接地线做金属连接起来的那条线,它要求供电给用电设备的线路中的熔断器或空气开关,在用电设备一相碰壳时,能够以最短的时间断开电路,从而保护设备和人生安全;

5、家中的插座不是三相插座而是三线插座,它的中间是接地线的,两边是用来接零线和火线的,虽然电工手册上也有左零右火的规定,但我们在实际生活中要求并不那么严格。

照明电路里的两根电线,一根叫火线,另一根则叫零线。火线和零线的区别在于它们对地的电压不同:火线对地电压为220V,零线对地电压为0. 家里的一般是三孔插座不是三相插座,中间是接地线,两边是火线和零线,右边为火线(L),左边为零线(N).

火线和零线的区别在于它们对地的电压不同:火线对地电压为220V,零线对地电压为0, 中线是从发电机或电力变压器中性点引出的线,如果它不接地就称为中线,如果将它良好接了地(大地为零电位),此时的中线就又称为零线了。民用电的零线和地线虽然都从同一点引出,但它们各自的功能是分开的,不能混用。比如零线和火线是用电的回路线,它们和电器的外壳是缘的,线里流动的电流是同样大小的,故线径是同样的粗细。而地线是和电器的外壳相联的,当电器有故障时当中才有电流流通,一般没有电流,故其线径要细得多。零线和火线是用电的回路,故绝不能将零线接到外壳上,那会使人触电的。

火线和零线区别

火线和零线都是带电的线,。零线不带电是因为电源的另一端(零线)接了地,我们在地上接触零线的时候,因为没有位差,就不会形成电流。零线和火线本来都是由电源出来的,电流的正方向就是由一出,经过外部设备,从另一端进.形成一个回路。零线和火线的区别就是电源的两个端子其中的一个接了大地

零线和地线区别

1.零线和地线这两个是不同的概念,不是一回事。

2.地线的对地电位为零。使用的电器的最近点接地。

3.零线的对地电位不一定为零。零线的最近接地点是在变电所或者供电的变压器处。

4.零线有时候会电人,在什么时候呢?当你的电炉子不发热了,千万不要以为没电了,不会电人,错啦!有可能存在这样的可能,离你的电器很沅的地方N线断开了,用电压表一量会发现,电器的LN线都是市电的电压!

5.地线不会电人,除非很糟的情况,设计者不懂,或者胡乱搞的产品!

​6.在你的电路中有零线和地线的话,你会发现有一个高耐压电容在他们中间。

零线的作用

我国普遍采用TN低压配电系统,从变压器中性点引出的线叫中性线,又叫零线,主要作用有,用来接单相220V的负载,传载单相电流和三相不平衡电流。减小负载的中性点电位漂移。

在TN-C TN-C-S中还有接地和接零保护的功能。

总零线一旦断线,会造成严重后果,特别是发生单相短路时,后果最严重。经常有报道因零线断开造成烧毁数台家电的事故,特别是农村。大家可以说一下遇到的问题,和防范的措施。大家相互学习讨论

最简单的区别在于:火线与火线之间的电压是380。0线与火线之间的电压是220。在低压控制线路中,可以用接地线代替0线。地线最基本的功能是保护,防止漏电而造成人身伤害或者引起其它的事故。现在的电机电路图中画有双重保护,就是电机外壳接地,0线也接地。

最容易理解的解释是:1按照国标规定,二者相互绝缘;2零线是从变压器中型点直接引出的,地线是按照标准在大地中作的。这种系统为三相五线制供电系统。3零线可以进开关,地线不能4地线可以进行重复接地;4二者绝对不可以互换,否则,有触电危险

1、结构的区别:

零线(N): 从变压器中性点接地后引出主干线。

地线(PE):从变压器中性点接地后引出主干线,根据标准,每间隔20-30米重复接地。

2、原理的区别:

零线(N): 主要应用于工作回路,零线所产生的电压等于线阻乘以工作回路的电流。由于长距离的传输,零线产生的电压就不可忽视,作为保护人身安全的措施就变得不可靠。

地线(PE):不用于工作回路,只作为保护线。利用大地的绝对“0”电压,当设备外壳发生漏电,电流会迅速流入大地,即使发生PE线有开路的情况,也会从附近的接地体流入大地

只有重复接地的零线才可以用来做保护用

一般是不许可的,如果三相移位的话,零线就会有电位,而且偏移越大电位也越高。

三相五线制的做法一般有二种:一是将变压器的中性线接地引出地面,分成二根,一根为工作零线并保持绝缘,一根为保护接零与外壳相接。这就是所说的TN-S系统。另一种做法是将变压器中性点接地引出地面,采用三相四线制的方式,送到用电点将零线重新接地,后分成二根:一根为工作零线,并保持绝缘。另一根则为保护零线,与外壳相接。这就是所说的TN-C-S系统。这二根线实际上是更好的接零保护方式,它结合了保护接零和保护接地的优点。即它能够免除由于三相负荷不平衡造成的接零设备的带电现象,又能限制漏电电压于安全范围。它的关键是从一开始分线后就不能相连。一相连就又变为接零保护方式。

接地和接零本来就很复杂。我曾就这个问题请教过一位设计院的老专家,他说来说去最后自己都糊涂了。谈论这个问题必须保持清醒的头脑,否则最后肯定迷糊,并不是一句两句就能说明白的。零线并不是单纯的用来‘工作’,在TN系统中,就有保护接零,即设备外壳接零线,用于保护。TN-S系统有专用的保护零线,即保护零线和工作零线分开,而TN-C则是工作零线和保护零线在一起(PEN),TN-C-S时前端公用,后边分开;TT系统中的零线才是工作零线,在TT系统中,设备外壳接地,属于保护接地;总之,保护接地用于不接地系统中,而保护接零则一般用于接地系统中,这是我的理解,不对之处望指正。

【商品检验】进出口检验监管—铅酸蓄电池篇

伏打电堆

电池,指将化学能转化成电能的装置,是人们日常生活中最常见的一种电力来源。1800年,意大利科学家亚历山德罗·伏特发明了伏打电堆,从此,现代电池进入人类世界。

铅酸蓄电池小常识

电池的种类

时至今日,生活中常见的碳性电池、碱性电池、铅酸蓄电池、锂离子电池等,都与古老的伏打电堆共享着同样的工作原理,通过电池内部的氧化、还原反应,形成电流流过外电路,从而将储存的化学能转化为电能。

电池按其使用性质的不同,可分为原电池、蓄电池、贮备电池、太阳能电池和燃料电池等几大类。其中蓄电池又被称作二次电池,可以通过充电使内部活性物质再生(电能转化为化学能),需要放电时再次把化学能转化为电能,多次重复使用。铅酸蓄电池(铅酸电池)、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等都是常见的蓄电池。由于铅酸蓄电池数量比例较大,通常将铅酸蓄电池单列一类,其他蓄电池一般称作小型二次电池。

原电池

铅酸蓄电池

太阳能电池

燃料电池

铅酸蓄电池简介

铅酸蓄电池自1859年发明以来,至今已有150多年的历史,技术十分成熟,是全球使用最广泛的化学电源。尽管近年来镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等新型电池相继问世并得以广泛应用,但铅酸蓄电池仍然在二次电源使用领域约占85%以上的份额。

铅酸蓄电池工作原理

铅酸蓄电池由极板、隔板、壳体、电解液、极柱等部分组成。正极板是二氧化铅(PbO2),负极板是绒状铅(Pb),当两极板放置在以硫酸为主的电解液中时,极板的铅和硫酸发生化学反应,二价的铅正离子(Pb2+)转移到电解液中,在负极板上留下两个电子(2e-),两极板间就产生了电位差,当接通外电路时,电流即由正极流向负极,电池就开始放电。充电过程为放电过程的逆反应。

铅酸蓄电池放电、充电示意图

铅酸蓄电池优缺点

1.铅酸蓄电池是实现工业化生产时间最长、技术最成熟的电池,具备工作电压平稳、使用温度及使用电流范围宽、充放电循环较多、贮存性能好、造价成本低、再生利用技术成熟等优点,因而得到广泛应用。

2.但对比锂离子电池等新型蓄电池,在使用寿命、单位电池容量、体积重量、大电流充放电性能、绿色环保等方面也存在不足。

铅酸蓄电池分类

目前铅酸蓄电池广泛应用于工业、农业、交通、通信、民生等各个领域,根据用途可大致将其分为:起动型蓄电池(汽车启动)、固定型蓄电池(备用电源)、牵引型蓄电池(电力机车)、储能用蓄电池电能(电站储能)、以及其他用途蓄电池(照明)等等。

铅酸蓄电池的危害

铅酸蓄电池若使用、保养或处置不当,可能会给人民群众生命财产带来危害,例如:因短路、高温引发的电击、火灾的物理危害,因电解液泄露导致的金属、皮肤腐蚀的化学危害,以及因制造、废弃处置不当产生的环境危害等等。特别是作为铅酸蓄电池主要生产原料的铅,是国际公认的环境中对人类特别是儿童威胁最大的重金属,铅污染可使儿童大脑受损、智力降低、神经系统发育不良,严重的铅中毒甚至会导致人的昏迷或死亡,因此国家对铅酸蓄电池生产加工、废弃处置都有严格的规定和准入要求。

海关对进出口铅蓄电池的

检验监管要求

进出口铅酸蓄电池涉及的海关商品编码(HS编码)主要包括:8507100000启动活塞式发动机用铅酸蓄电池、8507200000其他铅酸蓄电池,以及8507901001铅酸蓄电池电极、8507901090其他铅酸蓄电池零件等。

《海关总署关于调整必须实施检验的进出口商品目录的公告》(海关总署公告2021年第39号),已取消了8507100000、8507200000两个海关编码的监管条件“A”,自2021年6月10日起不再实施进口商品检验,截至目前,铅酸蓄电池相关的4个HS编码均已没有检验监管条件,无需实施进出口商品检验。

不过,《进出口商品检验法》规定,生产出口危险货物的企业,必须申请商检机构进行包装容器的使用鉴定。因此,经危险特性分类鉴别为危险货物的铅酸蓄电池,出口前应向海关申请危险货物包装的使用鉴定,经鉴定合格后方可出口。

关于铅酸蓄电池的联合国编号

联合国《关于危险货物运输的建议书 规章范本》(TDG)中关于铅酸蓄电池的联合国编号有2个,分别是UN2794(蓄电电池组,湿的,装有酸液)和UN2800(蓄电电池组,湿的,密封的)。其归类原则是铅酸蓄电池是否通过TDG“特殊规定238”中所列的振动、压差、55℃温度3项试验。

1.如果铅酸蓄电池未经过上述试验测试,可归类为UN2794,危险类别为8类(腐蚀性物质);

2.如果铅酸蓄电池通过了振动、压差试验测试,但未进行或未通过55℃温度试验测试,可归类为UN2800,危险类别为8类(腐蚀性物质);

3.如果铅酸蓄电池通过了振动、压差、55℃温度三项试验测试,则可豁免为普通货物运输,不受TDG的限制。

4.另外,在实际运输时,除了免维护铅蓄电池外,还存在电池未加电解液(酸液)运输的情况,不带电解液的铅酸蓄电池本身不属于危险货物。其运输危险性主要来自电解液,归为8类危险货物,适用联合国编号UN2796(硫酸,含酸不超过51%,或酸性电池液)。

8类铅酸蓄电池的危险货物运输警示标签见下图。

8类危险货物运输警示标签

《国际海运危险货物运输规则》关于海运的要求

一、铅酸蓄电池最常见的归类为UN2794,危险类别为8类,包装导则为P801,特殊规定为295。

包装要求:包装导则P801允许使用的包装容器包括刚性外包装、木制板条箱、托盘等多种形式,常见的包装型式有纸箱、胶合板箱、木箱等。实际操作中,铅蓄电池采用纸箱包装时,纸箱堆垛于托盘上,形成运输组件,由叉车对整托进行集装箱装卸操作。另外根据特殊规定295,如果货盘贴有适当的标记和标签,则电池组不需要单个作标记和贴标签。

打成托的铅酸蓄电池

补充规定:一是电池必须有防短路的保护装置;二是堆垛的蓄电池要分层固定好,每层蓄电池之间必须用一层不导电的材料隔开;三是电池的电极不得支撑任何叠加在上面的电池的重量;四是电池必须包装或固定好,防止意外移动;五是电池需要通过倾斜试验,确保在倾斜45度角的情况下电解液不会泄露。实际操作中,常见的防止短路方式有外套塑料袋、电极端子加装保护套、电极端子粘贴胶带等方式。

二、归为UN2800的铅酸蓄电池,危险类别为8类,包装导则为P003,特殊规定为238(即前文提到的振动、压差、55℃温度3项试验),特殊包装规定为PP16(包装内须防止电池短路)。具体包装要求可查阅《国际海运危险货物运输规则》中包装导则P003的有关规定。

三、归为UN2796的铅酸蓄电池电解液,危险类别为8类,包装导则为P001、IBC02,无特殊规定。允许使用Ⅱ类以上包装类别符合包装导则P001的包装或符合包装导则IBC02的中型散装容器。具体包装要求可查阅《国际海运危险货物运输规则》中包装导则P001和IBC02的有关规定。

《危险品航空安全运输技术细则》关于空运的要求

一、归类为UN2794的铅酸蓄电池,危险类别为8类,包装导则为870,特殊规定包括A51、A164、A183、A802。

货机与客机均可用于运输归为UN2794的铅酸蓄电池。不同的是,客机运输铅酸蓄电池,每个包装件的最大净重量不能超过30千克,货机则无此限制。

包装要求:归为UN2794的铅酸蓄电池空运可采用桶、罐、箱等刚性容器作为外包装,包装必须满足Ⅱ类包装的性能要求,如采用金属包装,必须使用耐腐蚀包装或具有防腐蚀措施。

补充规定:一是电池必须防止短路,要在足够坚固、严密的耐酸内衬里填紧;二是电池如有充装口和排气口,包装时必须使其保持向上,并在包装件上贴明方向标签;三是除非经始发国和经营人所属国的国家有关当局批准,否则禁止运输废电池和以回收或处理为目的的电池。

二、归类为UN2800的铅酸蓄电池,危险类别为8类,包装导则为872,特殊规定包括A48、A67、A164、A183。货机与客机均可用运输,且均无单件最大净重限制。

包装要求:归为UN2800的铅酸蓄电池空运可采用桶、罐、箱等刚性容器作为外包装,如采用金属包装,必须使用耐腐蚀包装或具有防腐蚀措施。

补充规定:一是电池必须防短路,且必须牢固包装在坚固的外包装内;二是电池必须通过振动和压差试验测试,如果同时还通过了55℃温度测试,则运输时可不受限制;三是除非经始发国和经营人所属国的国家有关当局批准,否则禁止运输废电池和以回收或处理为目的的电池。

三、归类为UN2796的铅酸蓄电池电解液,危险类别为8类,客机运输包装导则为851,单个包装件允许最大净数量为1L,货机运输包装导则为855,单个包装件允许最大净数量为30L。

(1)客机运输时,不允许使用单一包装,应使用组合包装,可采用桶、罐、箱等刚性容器作为外包装,采用玻璃、金属、塑料等容器作为内包装,如采用金属包装,必须使用耐腐蚀包装或具有防腐蚀措施。每个内包装和外包装允许最大净数量均为1L。

(2)货机运输时允许使用组合包装、单一包装和复合包装,组合包装的材质种类要求同客机运输,每个内包装允许最大净数量为2.5L,外包装允许最大净数量为30L。单一包装和复合包装允许使用桶、罐、箱等刚性容器,如采用金属包装,必须使用耐腐蚀包装或具有防腐蚀措施。

国外近期技术性贸易措施

随着电池进出口贸易量的不断增加,国外针对电池的技术性贸易措施也不断涌现。海关提醒电池出口企业应持续跟踪和研究国外最新技术法规动态,提前应对,以确保出口电池符合进口国要求。

美国电池337调查

337调查是指美国国际贸易委员会(International Trade Commission,简称ITC)根据美国《1930年关税法》第337节(简称337条款)及相关修正案进行的调查,通常禁止进口产品或进口后在美国销售产品中的不公平行为及不公平措施。2021年1月19日,美国NOCO公司根据《美国1930年关税法》第337节规定向ITC提出申请,主张对美出口、在美进口及销售的便携式电池启动器及其组件侵犯了其专利权,请求ITC发布有限排除令和禁止令,共有100多家企业被列为被告。从名单中的企业信息来看,中国内地及中国香港企业占据半数以上。

欧盟发布新电池法提议草案

2020年12月10日,欧盟发布了新电池法的提议草案,拟废除欧盟现行电池指令(2006/66/EC)。新电池法草案拟在有害物质、碳足迹、再生原材料、电化学性能和耐用性、可拆卸性和可替换性、安全、标签、废弃物管理、电子信息交换等方面对电池提出新的强制性要求,实施方式由“指令”变为“法规”,以确保投放欧盟市场的电池在整个生命周期中都变得可持续、高性能和安全。

转载请注明来源“12360海关热线”

注:部分图片源自网络

供稿单位:合肥海关、杭州海关

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