常用电路元件的简易测试

实验二　常用电路元件的简易测试

一、实验目的

1．学会万用电表欧姆挡的基本使用方法。

2．学会用万用电表判别电容器的好坏。

3．学会晶体管类型与极性的简易判别方法。

二、实验内容

1．电阻的测量。

2．电容器好坏的判别。

3．用万用电表判断元件箱上的两个三极管的类型及其极性。

三、实验仪器与设备

四、实验原理

电阻、电容、电感线圈、半导体二极管、晶体三极管等都是电路中常用的元器件。多功能电工测量仪表——万用电表，不仅可以用来测量直流电流、交直流电压、电阻等参量的值，还可以判别元器件的好坏及其极性。

图4－6　欧姆挡原理电路

1．万用电表欧姆挡结构原理与电阻的测量

从原理上讲，欧姆挡电路主要是由表头和电池等组成，如图4－6所示。用万用电表测电阻值，实质上是测定在一定电压下通过表头的电流大小。由于通过表头的电流与被测电阻R_X不是正比关系，所以表盘上的电阻标度尺是不均匀的。万用电表欧姆挡分为×1、×10、×1K等数挡，其中1、10、1K等数值为欧姆挡的倍率。被测电阻的实际值等于标度尺上的读数乘以倍率。

由于电池电动势会因使用而下降，所以在测量以前，应先将两表笔短接，转动调零电位器，使指针指在0欧姆位置，然后再进行测量。

2．电容器好坏的简易判别

电容器的好坏和容量的大小可根据电容器放电时电流电压的变化及其时间常数的大小用万用电表进行简易测试。对于1μF以上的固定电容器，用万用电表欧姆挡便可检测出好坏；对于1μF以下的小容量电容器，因其时间常数甚小，需外加直流电源，用万用电表相应的直流电压挡检测。

1μF以上电容器的欧姆挡检测法：选用1K的欧姆挡挡位，用两表笔接触电容器两电极，与此同时，观察表针摆动情况。若表针向阻值小的方向摆出，然后又较慢地摆回无穷大处，则电容器是好的；交换表笔再测一次，看表针的回摆情况。摆幅越大的电容器，其电容量也越大。若表笔接触电容器两电极，表针总在无穷大处，或交换表笔后仍然如此，则表明该电容器断路，即已失去容量；若表笔摆出后根本不回摆，则电容器短路，即已被击穿；若表针摆出后回不到无穷大处，则电容器漏电，质量不佳。

图4－7　1μF以下电容器检测电路

若在电路上检查电容器故障，一定要切断电源，并拆开电容一脚检测。

1μF以下电容器的电压辅助检测法：对于容量很小的电容器，用欧姆挡检测往往看不出指针的摆动，此时可借助于一个外加直流电压用万用电表电压挡进行检测，具体方法如图4－7所示。注意表笔极性和所加直流电压的大小，需与相应的电压挡对应，切不可使外加电压超出所测电容器的耐压。性能良好的电容器，接通电源时，万用电表电压值有较大的摆动，然后缓慢地返回零位。摆幅越大的电容器，电容量也越大。若接通电源时，电压值为零，表针不摆动，交换电容器两电极与电源的连接，表针仍不摆动，则电容器断路；若指针一直指示某一电压值而不回摆，则电容器击穿短路；若摆动后不返回零位，说明电容器漏电，且所指示的电压值越高，漏电量越大。

3．晶体管类型与极性的判别

由欧姆挡原理电路图可知，插入“－”接线孔的黑表笔是内部电源的正极，而红表笔是内部电源的负极。由于半导体元件的正向耐压和电流的限制，判别其极性时常用×10、×100和×1K挡，而禁用×1和×10K挡。

利用PN结正向电阻小、反向电阻大的原理，用万用电表欧姆挡便可判别出基极b，同时确定出晶体管的类型。判别出基极后（以NPN为例），根据V_c＞V_b＞V_e时电流放大系数较大，反之电流放大系数很小的原理，便可判别出晶体管的集电极c和发射极e。

图4－8　晶体管类型与基极判别依据

（1）由晶体管结构判别其类型与基极b：任意假设管子的某极为基极，根据基极对c和e极呈对称，即仅是基极才会对c和e极的电阻“要小都小、要大都大”，如图4－8所示。如果满足这种条件，说明假设的基极就是实际的基极。否则，换一个极重复测试，直到满足上述条件为止。

基极确定后，看两电阻都小时，是红表笔还是黑表笔接基极：若为黑表笔接基极，则为NPN型晶体管，否则，为PNP型晶体管。

（2）由放大原理判别集电极c和发射极e：以NPN型晶体管为例，将万用电表两表笔分别接在两未知管脚上，用一约100kΩ左右的电阻在黑表笔与b极间接触一下，相当于给基极加上一个偏置电流，观察表针的回摆幅度；对调红、黑两表笔，仍用100kΩ电阻碰触黑表笔与b极，再看回摆幅度的大小，如图4－9所示。回摆幅度大的一次时黑表笔所接为集电极c，另一极便为e极。实际操作时，也可利用人体电阻代替100kΩ电阻，用手指碰触b极与黑表笔。

图4－9　c极和e极判别原理示意图

PNP型晶体管的测试方法类似，只需用手指触及b极与红表笔。回摆幅度大时的那次，红表笔所接为c极。

上述是使用指针式万用电表，若使用的是数字显示万用电表，红、黑表笔和指针式万用电表恰好相反。

五、实验注意事项

1．测电阻前，先进行0欧姆调节，每换一次挡位，都要重新调零。

2．绝不能在带电线路上测量电阻，因为这样做实际上是把欧姆表当电压表使用，极易烧坏万用电表。

3．检测1μF以下电容器时，注意表笔极性和所加直流电压的大小需与相应的电压挡对应，切不可使外加电压超出所测电容器的耐压。

六、实验内容与步骤

1．电阻的测量

在电路基础模块上任选两个挡位的电阻测量，根据电阻标称值估计所用万用表欧姆挡量限。指针愈接近欧姆刻度中心读数，测量结果越准确。按表4－5要求，将测量结果记入表内。

表4－5　电阻测量结果记录表

2．电容器好坏的判别

根据实验原理部分（1μF以上电容器的欧姆挡检测法）的描述步骤，用万用电表欧姆挡×1K挡检测元件箱上2．2μF、4．7μF的电容器；根据实验原理部分（1μF以下电容器的电压辅助检测法）的描述步骤，用万用电表电压挡检测元件箱上0．1μF、0．47μF的电容器。

3．三极管的类型及其极性的判别

用万用电表判别元件箱上的两个三极管的类型及其极性。根据实验原理部分的描述步骤，先判断三极管类型，再判断极性。

七、实验报告要求

1．结合本实验，将万用电表欧姆挡使用方法及其注意事项作一小结。

2．记录电阻测量结果。

3．回答实验思考题。

八、实验思考题

1．用万用电表欧姆挡检测一未知电容的好坏时，若表针一直指在无穷大处，该电容是否一定断路？为什么？

2．用最简洁的语言叙述晶体管类型与极性的判别过程。