家用电器的基础知识

第一章　电器检修基础

随着现代科学技术的飞速发展和电器的普及应用，各种家用电器正在越来越广泛地走进我们日常生活的各个领域。本书主要介绍常用家用电器的检修方法和技巧。对于电器维修学员和初学者，通过学习通用检修方法和技巧，能够找到家用电器维修的规律性经验，从而举一反三。

一、家用电器的基础知识

家用电器是以电为核心的机电一体化的高档家用设备。由于电子技术已经渗透到各个领域，家用电器的分类并没有明确的标准和严格的界限。宏观地讲，家用电器可分为通讯类电器、广播、电视音响类电器、制冷类电器、厨房、清洁卫生类电器和多媒体计算机等。

1.家用电器的使用维护

随着人们生活水平的提高和工作节奏的加快，家用电器的使用也日益增多，为了提高家用电器的使用寿命和避免电器故障的发生，下面介绍一下家用电器的使用与日常维护常识。

(1)家用电器的通风口不可封闭:一般来说，家用电器的通风口主要有两个作用。一是通风，以保持机内的干燥，防止元器件受潮腐蚀;二是散热，及时对机内元器件散发热量，可避免元器件因温度较高而烧毁、损坏。

(2)家用电器要及时关闭电源:如果采用插拔电源插头的方法来开关电视机，很可能会损坏显像管、晶体管等元器件;电冰箱也不能频繁开关电源，否则压缩机会在制冷剂处于高压状态下启动，由于启动负载过大，一旦电源保护装置失灵就容易烧坏电冰箱;收录机停用时应及时拔下电源插头，因为收录机在关机后电源变压器和整流电路仍在工作，时间长了，变压器绕组及铁芯会发热，甚至会烧毁变压器。

2.家用电器安全使用注意事项

(1)插、拔电源插头时，注意不要碰及带电金属片。电源线的绝缘要保护完好，如有损伤要及时用绝缘胶布包好。比较长的电源线应妥善放置，不要靠近火炉，不要放在容易被人碰触的地方，以免烫坏导线或被人绊倒造成意外事故。

(2)在电器出现有烧焦气味、异常声响、冒烟、打火或闪光以及其他异常现象时，应及时关机并切断电源。

(3)使用电器前，首先必须查看其铭牌上的电压和频率是否与当地供电电源相符合。

(4)大功率家用电器使用的时间一般要相互错开。多种电器一般不要同时在一个插座取电源，电热器具在无人时最好不要通电。如果家用电器发生起火或者冒烟的现象，首先必须立即切断电源。

(5)使用过程中，禁止用湿手去接触带电开关或家用电器的金属外壳;禁止用拖电线的方法来移动家用电器，需要搬动时应先切断电源;禁止用拉电线的方法拔插头。

(6)家用电器使用完毕，要随手切断电源。紧急情况下需要切断电源时，必须用绝缘电工钳或带绝缘手柄的刃具。

3.家用电器的电源

家用电器设备的供电电源主要分为两大类:一类是直流电源，只要是干电池，袖珍收音机、遥控器等耗电小的设备都用它供电;另一类是市电——交流220V供电电源，电视机、空调、冰箱、洗衣机、电子计算机等耗电大的设备都用它供电。

(1)直流电源:直流电源有干电池、蓄电池等。常用的干电池为1.5V，电压低、体积小、使用安全。干电池的主要技术指标有:电压和额定放电电流。按体积大小不同，有1号电池、2号电池、5号电池、7号电池等，一般体积大的(1号)电池使用时间(放电时间)比体积小的(5号或7号)电池使用时间要长。

在电路中，电池可以多个串联或并联使用，其符号如图1-1所示。

图1-1　电池的串联与并联
(a)串联　(b)并联

电池并联:E=E1=E2=E3，即总电压等于各节电池电压;，即总电阻的倒数等于各节电池内阻倒数之和。

使用串联电池组应当注意的是，串联电池组所供给的电流不能超过每节电池的额定电流;同时还要注意电池的极性连接要正确，不能接反。

电池并联:E=E1=E2=E3，即总电压等于各节电池电压;=，即总电阻的倒数等于各节电池内阻倒数之和。

使用并联电池组应当注意的是，并联电池组的每节电池的电压应该相等，一般为同一型号的电池;同时还要注意电池的极性连接要正确，不能接反。

(2)交流电源:家用电器设备更多的是使用交流电源。我国的交流电源是220V、50Hz。国外的交流电源有220V(110V)、60Hz(50Hz)，在使用进口家电产品时应该注意供电电源。

正弦交流电的表示:大小和方向都随时间作周期性变化的电流或电压称为周期性交流电，简称交流电。其中随时间按正弦规律变化的交流电称为正弦交流电;不按正弦规律变化的交流电称为非正弦交流电。正弦交流电压一般由发电机产生，可以用下面表达式表示:

u=Umsinωt

正弦函数是一周期为2π的周期函数。从图1-2可见，每隔2π波形重现一次。Um为其振幅。

图1-2　交流电的电压波形

二、电路基础

电流所流经的路径称为电路。任何一个完整的实际电路，不论其结构和作用如何，通常总是由电源、负载和中间环节(导线和开关)等基本部分组成。

电源是电路中产生电能的设备。发电机、电池等都是电源;负载是将电能转换成其他形式能量的装置。电灯、电动机、电炉等都是负载;导线是用来连接电源和负载的元件;开关是控制电路接通和断开的装置。

(一)电路的三种状态

(1)通路:电源与负载接通，电路中有电流通过，电气设备或元器件获得一定的电压和电功率，进行能量转换。也就是图1-3所示电路中开关合上时的工作状态。电路构成闭合回路，有电流流过。

(2)开路:电路中没有电流通过，又称为空载状态。

开路也称断路。也就是图1-4所示电路中开关断开时的工作状态。开路时电路断开，电路中无电流通过。

图1-3　通路

图1-4　开路

图1-5　短路

(3)短路:短路是电源未经负载而直接由导线构成闭合回路(如图1-5所示)。电源两端的导线直接相连接，电源输出电流将比允许的通路工作电流大很多倍，电源会因短路而损耗大量的能量，属于严重过载，如没有保护措施，电源或电器会被烧毁，甚至发生火灾，所以通常要在电路或电气设备中安装熔断器、保险丝等保险装置，以免发生短路，出现不良后果。

表1-1　电路三种状态下各物理量之间的关系

(二)电路的基本物理量

1.电流

电路中电荷沿着导体的定向运动形成电流，其方向规定为正电荷流动的方向(或负电荷流动的反方向)，其大小等于在单位时间内通过导体横截面的电量，称为电流强度(简称电流)，用符号I表示。

度量电流强弱的物理量是电流强度，亦简称电流，用符号I表示。

定义:电流强度在数值上等于单位时间内通过某导体截面的电量;即电流的大小取决于在一定时间内通过导体横截面电荷量的多少。

如果在t秒(s)内通过导体横截面的电量为Q库仑，则电流I就可用下式表示:

如果在1秒(s)内通过导体横截面的电量为1库仑(C)，则导体中的电流就是1安培，简称安，以符号A表示。除安培外，常用的电流单位还有千安(kA)、毫安(mA)和微安(μA)。

1kA=103A;1A=103mA;1mA=103μA。

如果电流的大小及方向都不随时间变化，即在单位时间内通过导体横截面的电量相等，则称之为稳恒电流或恒定电流，简称为直流(DirectCurrent)，记为DC或dc，直流电流要用大写字母I表示。

如电路中的电流是直流，这样的电路就是直流电路。

电流分直流电流和交流电流两大类。

大小和方向都不随时间变化的电流，称为稳恒电流，简称直流(DC);

大小和方向都随时间变化的电流，称为交变电流，简称交流(AC)。

电流的测量

电路中的电流大小，可用电流表(安培表)进行测量。如图1-6所示:

图1-6　电流的测量

测量时应注意以下几点:

(1)对交、直流电流应分别使用交流电流表和直流电流表。

(2)电流表必须串接到被测量的电路中。

(3)直流电流表表壳接线柱上标明的“+”“－”记号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针会反转，既影响正常测量，也容易损坏电流表。

(4)合理选择电流表的量程。如果量程选择不当，例如用电流表小量程去测量大电流，就会烧坏电流表;若用大量程电流表去测量小电流，会影响测量的准确度。

在进行电流测量时，一般要先估计被测电流的大小，再选择电流表的量程。若无法估计，可先用电流表的最大量程档测量，当指针偏转不到1/3刻度时，再用较小档去测量，直到测得正确数值为止。一般要求指针在1/3～2/3处。

2.电压

电压又称电位差，是衡量电场力做功本领大小的物理量。如图1-7所示，在电场中若电场力将电荷Q从A点移到B点，所做的功为WAB，则功WAB与电荷Q的比值就称为该两点之间的电压，用带双下标的符号UAB表示。

图1-7　电场力做功

若电场力将1库仑的电荷从A点移动到B点，所做的功是1焦耳，则AB两点之间的电压大小就是1伏特，简称伏，用文字符号V表示。

1kV=103V;1mV=10－3V;1μV=10－3mV=10－6V。

电压的方向由高电位端指向低电位端。对于负载来说，规定电流流进端为电压的正端，电流流出端为电压的负端。电压的方向由正指向负。

电压的方向在电路图中有两种表示方法，一种用箭头表示，另一种用极性符号表示，如图1-8所示。

电压的测量

电路中任意两点之间的电压大小可用电压表(伏特表)进行测量，如图1-9所示。测量时应注意以下几点:

图1-8　电压的方向

图1-9　直流电压的测量

(1)对交、直流电压应分别采用交流电压表和直流电压表。

(2)电压表必须并联在被测电路的两端。

(3)直流电压表表壳接线柱标明的“+”“－”记号，应和被测两点的电位相一致，即“+”端接高电位，“－”端接低电位，不能接错，否则指针反转，并会损坏电压表。

(4)合理选择电压表的量程，其方法和电流表相同。

3.电阻

电阻是反映导体对电流产生阻碍作用大小的一个物理量，其定义是:某段导体两端的电压U和通过这段导体的电流I的比值，叫做这段导体的电阻，用符号R表示。

电阻的单位是欧姆，简称欧，用符号Ω表示。当导体两端的电压是1V，导体内通过的电流是1A时，这段导体的电阻就是1Ω。常用的电阻单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。

1MΩ=103kΩ=106Ω。

导体的电阻是客观存在的，它不随导体两端电压大小而变化。即使没有电压，导体仍然有电阻。导体的电阻跟导体的长度成正比，跟导体的横截面积成反比，并与导体的材料性质有关。

在生产实际中要用到各种各样的电阻，例如，有些电气设备需要阻值大的电阻;有些设备需要功率大的电阻等，这就需要专门制造一些电阻元件。我们把具有一定阻值的实体元件称为电阻器，有时简称电阻。

电阻器分为固定电阻器和可变电阻器两类。常用的固定电阻器有线绕电阻器、薄膜电阻器、实心电阻器等。可变电阻器的阻值可在一定范围内变化，具有三个引出端的常称为电位器。常用电阻器的外形如图1-10所示。

电阻器的标志方法

额定功率、阻值、偏差等电阻器的性能指标一般用数字和文字符号直接标在电阻器的表面上(如图1-11所示)，也可以用不同的颜色表示不同的含义，用色环标志在电阻器的表面(如图1-12)。

图1-10　常用电阻器外形
1－微调硬膜电位器;2－线绕电位器(带开关);3－线绕电阻器;
4－滑线式变阻器;5－硬膜电位器;6－实心电阻器(带散热器);
7－线绕电阻器(带散热器);8－硬质电阻器和薄膜电阻器

图1-11　直标法示例

色标法是用颜色表示元件(不仅仅是电阻元件)的各种参数并直接标志在产品上的一种标志方法。采用色环标志的电阻器，颜色醒目，标志清晰，不易褪色，从各个方向都能看清阻值和偏差，有利于电气设备的装配、调试和检修，因此国际上广泛采用色环标志法。

图1-12　色标法示例

各种固定电阻器色标符号如表1-2所示，辨认这种电阻时要从左至右进行，最左边为第一环。

表1-2　电阻值的色标符号

导体电阻的测量

导体电阻的大小可用电阻计(欧姆表)进行测量。测量时要注意:

(1)切断电路上的电源，如图1-13(a)所示。

(2)使被测电阻的一端断开，如图1-13(b)所示。

图1-13　用欧姆表测量电阻

(3)避免把人体的电阻量入，如图1-14所示。

图1-14　测量电阻时量入了人体电阻

4.电容

电容器和电阻器一样作为电路的基本元件，在电工和电子技术中应用非常广泛。例如，在电力系统中，利用电容器可以改善系统的功率因数;在电子技术中，利用电容器可以起到滤波、耦合、隔直、调谐、旁路和选频等作用;在机械加工中，利用电容器可以进行电火花加工。

两金属导体中间以绝缘介质相隔，并引出两个电极，就形成了了一个电容器。其结构如图1-15(a)所示。被介质隔开的金属板叫极板，极板通过电极与电路连接。极板间的介质常用空气、云母、塑料薄膜和陶瓷等物质。电容器可以储存电荷，成为储存电能的容器，所以称做电容器。图1-15(b)是电容器的一般表示符号。

电容的单位有法拉(F)、微法(μF)、皮法(pF)，它们之间的关系为:

1F=106μF=1012pF

图1-15　平板电容器及电容器一般符号

电容器制造好后，电容量就是一个定值，不因极板上积累电荷的多少而改变。实验表明，电容量的大小取决于电容器的介质种类与几何尺寸。如果介质的介电常数越大，极板相对面积越大，极板间的距离越小，则电容量就越大。

电容器的额定工作电压习惯称“耐压”，是指电容器长时间安全工作所能承受的最高直流电压。它一般都直接标注在电容器外壳上，如:160VDC、450VDC。电容器工作时，实际所加电压的最大值不得超过额定工作电压，如果超过了，介质的绝缘性能将受到不同程度的损坏，严重时电容器会被击穿，两极间发生短路，不能继续使用(金属膜电容和空气介质电容除外)。

如果电容器两端加上交流电压，那么，所加交流电压的最大值(峰值)不得超过额定工作电压。

电容器的种类繁多，按其结构，可分为固定电容器、可变电容器和微调电容器三类。

(1)固定电容器:固定电容器的电容量是固定不变的，它的性能和用途与两极板间的介质有关。一般常用的介质有云母、陶瓷、金属氧化膜、纸介质、铝电解质等。其外形、名称如图1-16所示，它是电力工业和电子工业不可缺少的元件。

按介质材料分类，固定电容器包括纸介电容器、云母电容器、油质电容器(油浸纸介电容器)、陶瓷电容器、有机薄膜电容器(聚苯乙烯薄膜或涤纶薄膜作介质)、金属化纸介电容器(金属膜电容器)及电解电容器等。

图1-16　常用固定电容器

常用固定电容器的规格、特点见表1-3。

表1-3　常见固定电容器规格、特点

续表

(2)可变电容器:电容量在较大范围内能随意调节的电容器叫可变电容器。常用的有空气可变电容器和聚苯乙烯薄膜可变电容器，如图1-17所示。

图1-17　可变电容器

(3)微调电容器:电容量在某一小范围内可以调整的电容器叫微调电容器。它分为陶瓷微调、云母微调和拉线微调几种，如图1-18所示。

图1-18　微调电容器

5.电感

当一个空心线圈通过电流后，这个电流产生的磁场使每匝线圈具有的磁通Φ叫自感磁通。使N匝线圈具有的磁通叫自感磁链，用字母ψ表示，则ψ=NΦ。

我们把线圈中通过单位电流所产生的自感磁链称为自感系数，也称自感量，简称电感，用字母L表示，即

式中，ψ——由自身线圈的电流所产生的自感磁链(Wb);

　　　i——流过线圈的电流(A);

　　　L——线圈的电感量(H)。

电感量是衡量线圈通过单位电流时能够产生自感磁链本领的物理量。当线圈通过1A的电流能够产生1Wb的自感磁链，则该线圈的电感量就是1H。实际应用中，亨利(H)这个单位太大，通常采用毫亨(mH)、微亨(μH)，它们之间的关系为:

1H=103mH=106μH

电感L的大小不但与线圈的匝数以及几何形状有关(一般情况下，匝数越多，L越大)，而且与线圈中媒介质的磁导率有密切关系。对有铁芯线圈，L不是常数;对空芯线圈，因其媒介质是空气，而空气磁导率μ是恒定不变的，当其结构一定时，L为常数。电感这个名词包含了双重意思，一方面它表示一种电器元件;另一方面它又是一个电气参数。

三、家用电器维修基本常识

(一)家用电器维修应具备的条件

(1)家用电器维修人员应具备的条件:维修人员应具备电子技术基础知识，对洗衣机、电冰箱、空调等有清晰完整的概念，并有一定的维修实践经验。另外，维修人员平时应注意收集各类电器的线路图、产品说明书及维修实例等数据。同时，维修人员在从事维修时所积累的经验、技巧，也应有相应的记录。

(2)电器维修必备仪器工具:在进行电器维修之前，必须先具备一定的物质条件。要充分重视并合理使用检修工具，如电烙铁、吸锡器、各种专用螺丝起子等。另外，应准备一些常用的检测仪器，如万用表、示波器等。

(二)电器检修的一般程序

要排除电器的故障就要了解电器的工作原理，熟悉电器的结构、电路，知道电器的某部件出现故障会引起什么后果，产生什么现象。根据故障现象，联系设备的工作原理，通过推理分析，初步判断故障大致产生在哪一部分，以便逐步缩小检查目标，重点检查被怀疑的部分。

1.判断故障的大致部位

(1)了解故障:在着手检修发生故障的电器前除应询问、了解该电器损坏前后的情况外，尤其要了解故障发生瞬间的现象。例如，是否发生冒烟、异常声响、摔跌等情况，还要查询有无他人拆卸检修过而造成人为故障。另外，还要向用户了解电器使用的年限、过去的维修情况，作为要进一步观察注意和加以思考的线索。

(2)试用待修电器:对于发生故障的电器要通过试听、试看、试用等方式加深对电器故障的了解，并结合过去的经验为进一步判断故障提供思路。

检修顺序为接通电源，拨动各相应的开关、插接件，调节有关旋钮，同时仔细听音、观图，分析、判断可能引起故障的部位。

(3)分析原因:根据前面的观察和以前学的知识与积累的经验综合运用，再设法找到故障机的电路原理图及印制板布线图。若实在找不到该电器的相关数据，也可以借鉴类似机型的电路图，灵活运用以往的维修经验，并根据故障机的特点加以综合分析，查明故障的原因。

(4)归纳故障的大致部位或范围:根据故障的表现形式，推断造成故障可能发生部位，逐步缩小到一定的范围。其中尤其要善于运用优选法原理，分析整个电路包含几个单元电路，分析故障可能出现在哪一个或哪几个单元电路。总之，对各单元电路在整个电路系统中所担负的特有功能了解得越透彻，就越能减少检修中的盲目性，从而极大地提高检修的工作效率。

2.故障的查找与排除

(1)故障的查找:对照电路原理图和印制板布线图，在分析电器工作原理并在维修思路中形成可疑的故障点后，即应在印制板上找到其相应的位置，运用仪器仪表进行在路或不在路测试，将所测资料与正常资料进行对比，进而分析并缩小故障范围，最后找出故障点。

(2)故障的排除:找到故障点后，应根据失效元器件或其他异常情况的特点采取合理的维修措施。例如:对于脱焊或虚焊，可重新焊接;对于组件失效，则应更换合格的同型号同规格元器件;对于短路性故障，则需要找出短路原因后对症排除。

(3)还原调试:更换元器件后往往还要或多或少地对电器进行全面或局部调试。因为即使新换入的元器件型号相同，也会因工作条件或某些参数不完全相同而导致电器特性差异，有些元器件本身必须进行调整。如果大致符合原参数，即可通电试机，若电器工作全面恢复，则故障已经排除;否则应重新调试，直至该故障机完全恢复正常为止。

(三)电器检修的基本原则

(1)先调查后熟悉:当用户送来一台故障机，首先要询问产生故障的前后经过以及故障现象，再根据用户提供的情况和线索，认真地对电路进行分析研究，从而弄通其电路原理和元器件的作用。

(2)先机外后机内:对于故障机，应先检查机外部件，特别是机外的一些开关、旋钮位置是否得当，外部引线、插座有无断路、短路现象等。当确认机外部件正常时，再打开机器进行检查。

(3)先机械后电气:着手检修故障机时，应先分清故障是机械原因引起的，还是由电气原因造成的。只有确定各部位转动机构无故障时，才进行电气方面的检查。

(4)先静态后动态:所谓静态检查，就是在机器没有通电之前进行的检查。当确认静态检查无误时，再通电进行动态检查。如在检查过程中，发现冒烟、闪烁等异常情况时，应立即关机，并重新进行静态检查，从而避免不必要的损失。

(5)先清洁后检修:检查机器内部时，应着重看机内是否清洁，如发现机内各组件、引线、走线之间有污垢、尘土等异物，应先加以清除，再进行检修。许多故障都是由于脏污引起的，一经清洁，故障往往会自动消失。

(6)先电源后机器:电源是机器的核心部位，如电源不正常，其他部分就不可能正常工作，也就无从检查别的故障。先检修电源常常能收到事半功倍的效果。

(7)先通病后特殊:根据机器的共同特点，先排除带有普遍性和规律性的常见故障，再去检查特殊的电路，以便缩小故障范围。

(8)先外围后内部:在检查集成电路时，先检查其外围电路，在确认外围电路正常时，再考虑更换集成电路。如确定是集成电路内部问题，也应先考虑能否通过外围电路进行修复。

(9)先直流后交流:这里的直流和交流是指电路各级的直流回路和交流回路。这两个回路是相辅相成的，只有在直流回路正常的前提下，交流回路才能正常工作。故检修时，必须先检查各级直流回路，然后检查交流回路。

(10)先检查故障后进行测试:对于电路及调试故障并存的机器，应先排除电路故障，后进行调试。因为调试必须在电路正常的前提下才能进行。

(四)家用电器的诊断方法

家用电器的常用诊断方法如下:

(1)观察法:家用电器出现故障后，通过对导线和电器组件可能产生的高温、冒烟，甚至出现电火花、焦煳气味等，靠观察和嗅觉(闻气味)来发现较为浅显的故障部位。

(2)触摸法:用手触摸电器组件表面，根据温度的高低进行故障诊断。电器组件正常工作时，应有合适的温度，若温度过高、过低，则意味着有故障。

(3)机件更换法:对于难以诊断且故障涉及面较大的故障，可利用更换机件的方法以确定或缩小故障范围。

(4)仪表检测法:利用万用表、示波器等仪表，对电器组件进行检测。仪表检测法省时、省力且诊断准确，但要求操作者必须具备熟练应用仪表的技能，并能够对电器组件的原理、标准资料进行准确把握。