课堂二　元器件预备知识

一、常用电子元器件识别

（一）电阻器

电阻器（Resistance）又称电阻，是指导线内通过电流时，电子在导线内运动受到一定的阻力，是利用金属或非金属材料制成的，是电气、电子设备中使用最广泛的基本元器件之一，在电路中控制电压、电流及与其他元器件配合，组成耦合、滤波、反馈、补偿等各种不同功能的电路，用符号R表示。根据其阻值特性分类，可分为固定电阻器、特殊电阻器、可调电阻器三大类。

（二）电容器

电容器（Electric Capacity）又称电容，是一种容纳电荷的器件，其最基本功能就是充电和放电。由两个金属极，中间夹有绝缘材料构成。因绝缘材料的不同，所构成的电容器的种类有所不同（如瓷介电容器、涤纶电容器、电解电容器、钽电容器及聚丙烯电容等），但基本结构均相同，用符号C表示。

（三）三极管

三极管（Transistor）也称晶体管或晶体三极管，是电子产品中应用最广泛的半导体器件之一，具有放大及开关等作用，用符号Q、V或VT表示。三极管的3个电极分别为基极（base，简称b）、集电极（collector，简称c）与发射极（emitter，简称e）。其内部含有两个PN结，发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电结。两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，内部结构如图1-2所示。排列方式有PNP型三极管和NPN型三极管，其中，PNP型三极管发射区“发射”的是空穴，其移动方向与电流方向一致，箭头朝内；NPN型三极管发射区“发射”的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，箭头朝外。

三极管按构成的材料可分为硅三极管和锗三极管两种。目前，常用的是硅三极管；按结构不同可分为NPN型与PNP型：按功率可分为小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管三种；按封装结构可分为塑料封装三极管和金属封装三极管两种，常用的是塑封三极管；按工作频率可分低频三极管和高频三极管两种；按功能可分为普通三极管、达林顿三极管、带阻三极管、光敏三极管等多种。目前，常用的是普通三极管；按焊接方式可分为插入式焊接和贴面式焊接两类。

（四）二极管

晶体二极管又称为半导体二极管，简称二极管（英文全称Semiconductor Diode），是最简单的一种旁热式电子管，由半导体单晶材料（主要是锗和硅）制成，具有单向导电特性的两极器件（也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下，导通电阻极大或无穷大），在电路中常用于检波、整流、开关、限幅、稳压、变容、发光、调制和放大等。二极管的英文字母为VD或D。

根据作用的不同，二极管可分为普通二极管、开关二极管、快恢复/超快恢复二极管、肖特基二极管、变容二极管、稳压二极管、发光二极管、红外发光二极管等。根据材料的不同可分为硅二极管和锗二极管。

（五）电感器

电感器又称电感线圈、阻流圈或扼流器，用绝缘导线绕制的各种线圈，能产生电感作用，是一种非线性元器件。其产生感应电动势大小的能力称为电感量。电感器是组成电路的基本元器件之一，在交流电路中用作阻流、降压、交连耦合及负载，电感器与其他元器件（如电容）配合时，可以用作调谐、滤波、选频、退耦等。根据电感器电感量，可分为固定电感器、可变电感器；根据电感器用途，可分为振荡电感器、校正电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器、补偿电感器、天线电感器、启动电感器等，用符号L表示。

（六）电脑板

电脑板主要由微型计算芯片和电子元器件组成，电脑板根据选定的程序发出指令，控制各个有关部件的工作，无需手动，即可完成全部的操作过程，图1-3所示为豆浆机电脑板。

（七）加热器

电加热器就是在供电后开始发热的器件。电加热器广泛应用在热水器、电饭锅、电炒锅、饮水机上。

小家电中常用的发热器件有电阻式加热器、红外线加热器、PTC加热器。

1.电阻式加热器

电阻式加热器是利用电流的热效应来工作的，发热元器件通常采用合金材料。

（1）合金电热材料的分类

①合金电热材料按其电阻率的大小可分为高阻性材料（电阻率ρ>10-6Ω/m）、中阻性材料（电阻率ρ>（0.2～1）×10-6Ω/m）、低阻性材料（电阻率ρ<0.2×10-6Ω/m）。

②合金电热材料按其材质可分为贵金属及其合金、重金属及其合金、镍基合金、铁基合金、铜基合金。

（2）电阻式加热器的结构

电阻式加热器按装配方式可分为开启式、罩盖式、封闭式三种。

①开启式加热器。开启式加热器是将螺旋状的合金电热丝嵌装在由绝缘耐火材料所制成的底盘上或缠绕在由绝缘耐热材料制成的支架上，如图1-4所示。它利用对流和辐射的方式将热量传递给被加热物体。其具有结构简单、安装检修方便、易氧化、安全性能差等特点。

②罩盖式加热器。罩盖式加热器是置于某种保护罩下的，其能够直接与被加热物体接触，利用热传导的方式传递热量。呈扁平状的电热丝缠绕在中衬云母片上，再用上、下两片云母片罩住。其具有使用寿命长、热效率较低等特点。

③封闭式加热器。封闭式加热器是将电热丝装在用绝缘导热材料隔开的金属管内，管壁与电热丝之间的空隙处均匀填充粉末状的氧化镁等耐热绝缘物质，然后将引出端密封好。其通过辐射、传导、对流来传递热量，具有热效率高、使用寿命长、安全性能好、结构复杂等特点。

2.红外线加热器

红外线是波长为0.75～100μm的电磁波，它很容易被物体吸取后转变成热能。红外线辐射温度在200～725℃范围内，且80％以上的辐射能集中在2.5μm以上的中远红外区。红外线最显著的性质是热效应大。利用红外线加热器（图1-5）加热的方法具有升温迅速、穿透能力强、受热均匀、节约能源、没有污染等优点。

电热器具中采用的红外电热器件一般有管状、板状、烧结式、粘接式红外辐射元器件等多种。

3.PTC加热器

PTC加热器（图1-6）是一种新型的发热元器件。通常是以钛酸钡为基料，掺入微量稀土元素，经陶瓷工艺制成的烧结体。在成品PTC加热器上加直流或交流电源，便可获得某一范围内恒定的温度，其阻值随温度的变化而改变。

PTC加热器按结构可分为普通实用型PTC陶瓷加热器（此类器具如电熨斗，其特点是功率不大，但热效率高，很实用）、自动恒温型PTC加热器（此类器具如电子保温瓶，其特点是自动保温、结构简单、恒温特性好、热效率高、使用环境温度范围宽）、热风PTC加热器（此类器具如电吹风，其特点是输出热风功率大、速热、安全，能自动调节风温和功耗）。

（八）电动机

电动机是一种旋转式电动机器，它将电能转变为机械能，主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。是将电能转变为机械能的一种机器。电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便，具有工作效率较高，无烟尘、气味，不污染环境，噪声小等特点。电动机种类繁多，在小家电中常使用到永磁式直流电动机、单相串励电动机、单相异步电动机。

1.永磁式直流电动机

永磁式直流电动机主要由定子、转子、换向片、电刷等组成。其中，定子由永久磁铁制成，外形为环形或瓦块形，定子磁场是由永久磁铁产生的。转子是直流电动机的转动部件，由转子铁芯和电枢绕组组成。

2.单相串励电动机

单相串励电动机又称直流通用电动机，主要由定子、转子、换向器、电刷等组成。其中，定子由定子铁芯和定子绕组组成；转子由电枢铁芯、电枢绕组和换向器、转轴等组成；换向器由换向片、云母片、塑料组成。由于单相串励电动机无论是接入直流电，还是单相交流电，转子的旋转方向不变，因此又称其为交直流通用电动机。由于此电动机的转速可达到2000r/min以上，特别适合使用在吸尘器等高转速的电动小家电上。

3.单相异步电动机

单相异步电动机主要由定子和转子两大部分（图1-7）组成。其中，定子由定子铁芯和定子绕组（此类型电动机的定子绕组通常有两个，一个称为主绕组，另一个称为副绕组）两部分组成；转子由铁芯和绕组两部分组成。这种电动机具有结构简单，被广泛用于电风扇、抽油烟机等小家电中。

（九）温控开关

温控开关（又称温度保护器、温度控制器）是根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元器件。根据采用感温元器件的不同，常用的温控开关有双金属温控开关、磁性温控开关、热电偶温控开关、电子温控开关等。

1.双金属温控开关

双金属温控开关（图1-8）通常由双金属片（将两种线胀系数相差较大的金属材料扎制在一起构成双金属片，其中线胀系数大的称为主动层，线胀系数小的称为被动层）、触点、调温螺杆等组成，作为感温元器件。在常温下，两金属片的长度相等，内部无应力。当温度升高时，因两种金属的热膨胀性质不同，金属片伸长长度不同。即升高同样的温度，线胀系数大的材料伸长得多。

2.磁性温控开关

磁性温控开关（图1-9）通常由感温磁铁、永久磁钢、拉杆、杠杆、触点等组成。磁性温控开关的感温元器件是感温磁铁，它的磁导率随着本身温度作非线性变化。在常温下，随着温度的升高，磁导率也随之增大，当温度升高到居里温度Tp时，磁导率突然急剧减少，导磁性能急剧下降。其具有可靠、控温准确、结构复杂等特点，通常适用于作限温开关。

3.热电偶温控开关

热电偶温控开关（图1-10）是由两种成分不同而互相具有一定热电特性的材料所构成的热电极。把它们的一端互相焊接，而另一端连接起来形成回路，即可成为一个热电偶。其具有结构简单、使用方便、系统较复杂等特点，通常使用在电热水器中。

4.电子温控开关

电子温控开关（图1-11）通常使用NTC热敏电阻作为感温元器件，用于常温测量的NTC热敏电阻主要由锰、钴、镍、铁等金属氧化物的烧结体制成，其结构由电阻体、壳体及引线组成，外形通常为杆形与珠形两种。

（十）热敏电阻器

热敏电阻器又称半导体热敏电阻器，是电阻值对温度极为敏感的一种电阻器，在电路中用文字符号RT或R表示。由单晶、多晶以及玻璃、塑料等半导体材料制成。具有一系列特殊的电性能，最基本的特性是其阻值随温度的变化而变化，伏安曲线呈非线性，且热惰性小、寿命长、体积小、结构简单，可制成各种不同的外形结构。热敏电阻器种类繁多，一般按阻值温度系数可分为负电阻温度系数和正电阻温度系数热敏电阻器。

（十一）压敏电阻器

压敏电阻器（VSR，如图1-12所示）全称为电压灵敏电阻器，是以氧化锌为主要材料制成的金属-氧化物-半导体陶瓷元器件，其电阻值随端电压而变化，且工作电压范围宽、对过压脉冲响应快、耐冲击电流的能力强、漏电流小、电阻温度系数小，性优价廉，体积小，是一种理想的保护元器件。主要用于开关电源、集成电路及电子线路的抑制浪涌电流、过电压保护等。在电路中用文字符号RZ或R表示。

（十二）气敏电阻

气敏电阻（图1-13）是利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物，主要品种有金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。其根据加热的方式可分为直热式和旁热式两种，直热式消耗功率大，稳定性较差，故应用逐渐减少。旁热式性能稳定，消耗功率小，其结构上往往加有封压双层的不锈钢丝网防爆，因此安全可靠，在小家电中广泛使用。

（十三）双向晶闸管

双向晶闸管（图1-14）也称双向晶闸管，由N-P-N-P-N五层半导体材料构成。对外引出三个电极（T1、T2、G），T1、T2为主电极，G为门极，它可以等效为两只单向晶闸管组合而成。

双向晶闸管两个主电极T1、T2没有阳极和阴极之分，即无论在两个主电极间加何种极性电压（如交流），只要在门极加上一个触发脉冲，均能使其导通。因此，它是一种理想的交流开关器件。在小家电的交流开关、继电器驱动以及固态继电器和固态接触器等电路中得到了广泛的应用。

（十四）变压器

变压器是利用电磁感应原理，把一种交流电压变成频率相同的另一种交流电压，即将220V（或380V）交流电转换为低电压交流电，为后级电路提供低电压交流电源的设备。小家电中常用的变压器主要有开关变压器和工频电源变压器等，如图1-15所示。

（十五）启动电容器

启动电容器是电动小家电系统中的重要元器件，其与电动小家电电动机配合使用，作为电动小家电的动力来源。当使用电容器不匹配时，电动小家电电动机就无法正常工作。当电容器出现问题时，会引发电气系统故障，如电容器击穿、电容器开路、电容器容量下降等。图1-16所示为电容器外形。

（十六）晶振

晶振（图1-17）是石英晶体振荡器的简称，是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。其具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，常被应用于小家电中。其产品通常用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

（十七）集成电路

集成电路又称集成电路（英文为Integrated Circuit，缩写IC），是在电子管、晶体管的基础上发展起来的一种电子器件，即在同一块半导体材料上，采用一定的工艺，将一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等组件及布线互连一起，制作在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构，形成一个完整的电路，且整个电路的体积大大缩小，引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子组件向着微型化、小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。在电路中用字母IC（或用文字符号N）表示。集成电路外形有圆形、扁平方形和扁平三角形等。小家电所用集成电路主要有三端集成稳压器、误差放大器、运算放大器、电压比较器、微处理器等。

1.三端集成稳压器

三端集成稳压器是指将串联型稳压电路中调整、放大、取样及比较电路集成化，在使用时只需将三根引脚接入相应的电路即可。三端集成稳压器共有三个端，其外形与大功率晶体管相同。小家电用三端稳压器有78××系列和79××系列两大类。其中，78××系列稳压器输出的是正电压，而79××系列稳压器输出的是负电压。

2.误差放大器

误差放大器是指用来放大“误差”信号的放大器，与其他放大器的区别主要在于被处理信号类型不同。在控制环路中，误差放大器将误差信号（输出与参考之差）放大，以提高控制系统的灵敏度，提高调节精度（降低调节误差）。小家电用误差放大器有TL431、KIA431、KA431、LM431、HA17431等。

3.运算放大器

运算放大器简称“运放”，是具有很高放大倍数的电路单元，其作用是调节和放大模拟信号。运放有两个输入端a（反相输入端）、b（同相输入端）和一个输出端o，分别被称为倒向输入端、非倒向输入端和输出端。小家电用运算放大器有LM324、LM358等。

4.电压比较器

电压比较器简称比较器，它可用作模拟电路和数字电路的接口，还可以用作波形产生和变换电路等。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。电压比较器的功能：比较两个电压的大小（用输出电压的高或低电平，表示两个输入电压的大小关系），当“+”输入端电压高于“-”输入端时，电压比较器输出高电平；当“+”输入端电压低于“-”输入端时，电压比较器输出低电平。

电压比较器是一种常用的集成电路，可用于报警器电路、自动控制电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检测电路等。小家电用电压比较器有LM339、LM393等。

5.微处理器

微处理器（Central Processing Unit，简称CPU）是电脑型小家电产品的信息处理和控制指挥中心，它主要是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器，这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能。微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作，它可与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。

（十八）定时器

定时器是一种控制电热器具通电时间长短的自动开关装置，按其结构可分为机械发条式定时器、电动机驱动式定时器、电子定时器。

1.机械发条式定时器

机械发条式定时器（图1-18）主要由发条、齿轮传动机构、凸轮控制组件等组成。其中，发条是定时器的动力源，由0.3～0.5mm厚的弹簧钢带经特殊处理卷制而成；齿轮传动机构由头轮、二轮、三轮、四轮、五轮、振子组成；凸轮控制组件由凸轮、开关触点组成。

2.电动机驱动式定时器

电动机驱动式定时器（图1-19）的结构复杂，通常以微型同步电动机为动力，经齿轮传动机构减速后，使凸轮慢速转动，由凸轮控制触点的闭合与断开。其凸轮通常控制着一组触点，同时控制负载及本身电动机电源的接通或断开。

3.电子定时器

电子定时器（图1-20）主要由RC电路、转换电路、执行器件等组成。通常利用RC电路的充电过程或放电过程进行延时控制。其具有电路简单、定时时间短、误差大、可靠性等特点。

（十九）继电器

继电器是一种控制器件，通常应用于自动控制电路中，由控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）两部分构成。继电器的作用主要是放大，用一个很微小的电流，就可以控制很大功率的电路，还能扩大控制范围，在信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路，达到自动开关的目的。继电器种类有很多，在小家电中应用最广泛的是电磁继电器、干簧管、干簧继电器（干簧管和线圈组装在一起，就可以制成一个干簧继电器），如图1-21所示。

继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成。其工作原理如图1-22所示，接通电源后，会产生电磁效应，电磁力就会吸引衔铁，让它接触到铁芯，带动衔铁的常闭触电与常开触点吸合，在电流切断后，电磁的吸力也就没有了，衔铁就又返回原来的位置，将电路切断。

（二十）蜂鸣器

蜂鸣器（图1-23）是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用在洗碗机、玩具、门铃、报警器、豆浆机等电子产品上。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字母BZ或BUZ等表示。

（二十一）熔断器

熔断器俗称保险丝、保险管，它在电路中通常用F、FU、FUSE等表示。小家电应用的熔断器主要有普通过流熔断器和温度熔断器两种，如图1-24所示。

1.普通过流熔断器

普通熔断器中最常用的是玻璃熔断器，它是由熔体、玻璃壳、金属帽构成的保护元件。普通熔断器根据额定电流的不同，有0.5A、0.75A、1A、1.5A、2A、3A、5A、8A、10A等规格。

2.温度熔断器

温度熔断器也叫超温熔断器、过热熔断器或温度保险丝等。温度熔断器早期主要应用在电饭锅内，现在还应用在变压器等产品内。温度熔断器的作用是：当它检测到的温度达到标称值后，内部的熔体自动熔断，切断发热源的供电路，使发热源停止工作，实现超温保护。它是一次性保护器件。

二、专用电子元器件识别

（一）电压力煲压力开关

压力开关用于控制煲内的压力，当煲内不断变化的压力增大到触动了预先设置的闪动开关，其断开，停止加热，从而完成控制压力的工作，图1-25所示为压力开关。

（二）电压力煲发热盘

发热盘是电压力煲的加热部件，是一个内嵌电热管的铝合金圆盘，发热盘直接与内锅接触，将热能传给内锅。家用电压力煲的发热盘有多种规格，通常4L的电压力煲发热盘的功率为800W，5L的电压力煲发热盘的功率为900W，6L的电压力煲的发热盘功率为1000W，发热盘的高度通常为29mm，图1-26所示为发热盘。

（三）消毒柜臭氧发生器

臭氧发生器一般安装在消毒柜的顶部中央，如图1-27所示，主要用于杀菌，消毒。它直接插220V电即可产生臭氧，其具有输出功率大、工作效率高、浓度可调（根据实际情况，调整合适的臭氧产量和浓度）、过流、过压保护等特点。

（四）吸油烟机单相异步电动机

单相异步电动结构简单，主要由定子和转子两大部分（图1-28）组成。其中，定子由定子铁芯和定子绕组（此类型电动机的定子绕组通常有两个，一个称为主绕组，另一个称为副绕组）两部分组成；转子由铁芯和绕组两部分组成。

（五）洗碗机水位开关

洗碗机一般有高、低和保护三个水位。低水位开关的常闭触点与进水阀相接，而常开触点与洗涤电动机和加热器相接，当注水达到所设定的水位时，常闭触点断开、常开触点闭合，注水结束，加热洗涤开始。高水位开关的作用：当水位超过所设定的水位（洗碗机的最高水位）时，高水位开关的常开触点闭合，接通排水泵，把过量的水排出；当水位恢复到规定水位时，常开触点复位，停止排水。洗碗机的水位开关一般有压力式、浮体式和液位传感器式三种类型，图1-29所示为洗碗机常用水位开关。

（六）吸尘器单相串励电动机

吸尘器电动机通常采用单相串励电动机（又称直流通用电动机），此电动机的转速可达2000r/min以上，主要由定子、转子、换向器、电刷等组成。其中，定子由定子铁芯和定子绕组组成；转子由电枢铁芯、电枢绕组和换向器、转轴等组成；换向器由换向片、云母片、塑料组成。由于单相串励电动机无论是接入直流电，还是单相交流电，转子的旋转方向不变，因此又称其为交直流通用电动机，图1-30所示为单相串励电动机。

（七）空气净化器负离子发生器

负离子发生器是利用脉冲、振荡电器将低电压升至直流负高压，利用炭刷尖端直流高压产生高电晕，高速放出大量的电子，但电子无法长久存在于空气中，会立刻被空气中氧分子捕捉，形成带负电荷的氧离子，图1-31所示为负离子发生器。

负离子发生器在产生大量负离子的同时会产生微量臭氧，二者合一更易吸附各种病毒、细菌，使其产生结构的改变或能量的转移。

（八）豆浆机永磁式直流电动机

永磁式直流电动机主要由定子、转子、换向片、电刷等组成。其中，定子由永久磁铁制成，外形为环形或瓦块形，定子磁场是由永久磁铁产生的。转子是直流电动机的转动部件，由转子铁芯和电枢绕组组成。此电动机具有体积小、重量轻、直流电动机启动调速方便等特点，图1-32所示为永磁式直流电动机。

（九）豆浆机防溢电极

防溢电极采用湿敏电阻，保证在相对湿度达到一定值时产生警报并动作，防止浆液溢出或喷溅造成事故。同时要求防溢电极拥有较高准确性，不会因蒸汽湿度较大导致其动作，从而影响机器正常工作，图1-33所示为防溢电极。

（十）电热水壶防干烧温控器

防干烧温控器主要由凸半球形热双金属片、触杆、动静触点、支架等组成。防干烧温控器凸半球形热双金属片与电热管连接端盖凹半球形吻合，能够传递电热管热量。当电热水壶无水时接通电源，电热管立即高热，热量通过连接端盖传给热双金属片而反向变形，触杆顶开动触片，动静触点断开而切断电源。当电热管冷却至常温时，热双金属片恢复原态，动触触点闭合，图1-34所示为防干烧温控器。