2.1 电阻类基本元件
电阻类基本元件包括固定电阻器、可变电阻器、电位器等。导线是电阻值近似为零的电阻器;开关是可控的电阻值为零或无穷大的电阻器。许多汽车电器元器件(如汽车灯泡、扬声器音圈等)都可以在一定条件下近似看作电阻类元件。
2.1.1 电阻器的种类与外形
导线由于其长度、截面积以及导线本身的材料不同,具有不同的电阻。电阻小说明电流容易通过;反之,电阻大电流就不易通过。利用导体的这种特性就可以制成具有一定阻值的电阻器。电阻器是电路的一种基本元件,用它接在电路中可以起到需要的作用。
电阻器有碳膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、氧化膜电阻器、水泥电阻器、熔断电阻器、有机实芯电阻器、玻璃釉电阻器、敏感电阻器、可变电阻器、贴片电阻器等。表2-1中示出了用于汽车上的几种固定电阻器的外形。
表2-1 几种固定电阻器的外形
在汽车电子控制电路中,使用了一些特殊类型的电阻器,如热敏电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器、排电阻器等。表2-2示出了这几种特殊电阻器的外形,排电阻器是把多个电阻集成在一起而形成的,这将有助于减少分立元器件的数量,减少故障率。
表2-2 几种特殊电阻器的外形
可变电阻器又称可调电阻器,是一种电阻值可以连续调节的电阻器,其滑动臂(动接点)的接触刷在电阻器体上滑动。表2-3示出了几种可调电阻器(电位器)的外形。在电路图中可调电阻器常用字母“RP”(旧标准用“W”)表示。
表2-3 几种可调电阻器(电位器)的外形
2.1.2 电阻器的作用与电路图形符号
常见的电阻器有RT型碳膜电阻器、RJ型金属膜电阻器、RY型氧化膜电阻器及RX型线绕电阻器等。
(1)电阻器的作用 固定电阻器在不同的电路中所起的作用是不一样的,通常作限流电阻、降压电阻、隔离电阻、振荡电阻、谐振电阻、分流电阻、分压电阻、取样电阻等。
(2)电阻器的电路图形符号 电阻器在电路图中的一般符号见表2-4,长方块表示电阻体,两边短线分别表示电阻器的两根引出线。不同类型的电阻器的符号都是在电阻器一般符号的基础上扩展而来的。
表2-4 电阻器的电路图形符号
2.1.3 固定电阻器的额定功率标注
电路图中固定电阻器的额定功率标注方法,有的是在图中直接标出该电阻的功率数值,如1/4W、3W等,也有的用表2-5所示的电路图形符号来表示。
表2-5 不同功率电阻器的电路图形符号
2.1.4 电阻器电阻值的单位及其换算方法
电阻的单位为欧姆,简称欧,用符号Ω表示。计量比较大的电阻可用千欧(kΩ)或兆欧(MΩ)表示。它们之间的换算关系为:
1kΩ=103Ω 1MΩ=106Ω 1MΩ=103kΩ=106Ω
2.1.5 固定电阻器的检测
对电阻类元件进行检测可以采用万用表来进行,既可以采用在路检测,也可以开路(从电路上拆下一个引脚或整体拆下来)检测,前者检测受电路其他元器件的影响,后者检测虽麻烦但较准确。
(1)指针式万用表检测固定电阻器
1)固定电阻器的开路检测 测量固定电阻器之前,应先将指针式万用表调零,也就是将红、黑两表笔相接,调整万用表上的调零旋钮,使指针向右转到0Ω位置处,如图2-1(a)所示。
2)万用表挡位的选择方法 万用表测量电阻的挡位有好几个,测量时,应将万用表置于电阻挡的适当位置。其基本原则应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置,也就是指针指示值尽可能落在全刻度的20%~80%弧度范围内,以使检测更准确。例如,50Ω以下的电阻可用R×1挡测量;50Ω~1kΩ之间的电阻可用R×10挡测量(或R×100挡);1~200kΩ之间的电阻可用R×1k挡测量;大于200kΩ的电阻可用R×10k挡测量。
3)未知阻值电阻器的测量 将万用表置于某一挡位上,将两表笔与被测电阻器的两个引脚相接,此时表针所指示的数值与量程数的乘积,即是被测电阻器的阻值。例如,将万用表置于R×100挡时,表针示值为5[图2-1(b)],则该被测电阻器的阻值为5×100=500Ω。
在测量中,先用最低挡,如果指针不摆动,将挡位上调,并重新调零后再测,按此方法,直到指针指示在全刻度的20%~80%弧度范围内,读出阻值,检测即结束。
4)测量结果分析 检测到的电阻值,根据电阻误差等级的不同,实际读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差。
在测量中,如发现在最高挡位时指针仍不摆动,则表示该固定电阻器内部开路,不可再用;反之,在最低挡位时指针仍为零,则表示该固定电阻器内部短路,也不能再用。
5)测量应注意的问题
① 测量固定电阻器时,尤其是在检测几十千欧以上阻值的电阻器时,拿表笔的两手手指不可同时触碰被测固定电阻器的两个引脚,否则会因人体电阻与被测电阻并联而影响测量结果。被检测的电阻器应从电路上取下来,至少要断开电阻器的一个引脚,以免电路中其他元器件对检测产生影响,造成误差。
② 色环电阻器的阻值虽然能以色环标志来确定,但在使用之前最好用万用表检测一下其实际电阻值,以保证正确使用。
(2)数字式万用表检测固定电阻器 与指针式万用表相比较,数字式万用表的最大特点是测量前不必进行调零,因为数字式万用表内部具有自动调零功能,可直接进行测量。例如,测量一个10kΩ的电阻器,如图2-1(c)所示,把红、黑表笔分别插入V/Ω和COM插孔,量程开关拨向20kΩ挡位,电源开关打向ON位置,显示屏显示“1”(开路)。然后将两表笔与被测电阻器两端接触,读数稳定后,显示10.1kΩ,这便是测量结果。一般电阻值允许有±5%的误差。
图2-1 利用万用表检测电阻器
2.1.6 光敏电阻器的检测
光敏电阻器常用硫化镉(CdS)制成,属有源器件,工作时必须加电源,用于对光线的强度进行检测,然后送给电子控制电路,自动控制前照灯的远光与近光变换。
光敏电阻器受光时,光越强导电性越好,Rcds就越小。无光照10s后,Rcds为0.5~200MΩ,通常称这一电阻为暗电阻;在100lx光照射下,Rcds为0.5~5kΩ,通常称该电阻为亮电阻。可以通过检测光敏电阻器的暗、亮电阻值的方法来判断其好坏。若测得的电阻值与上述的数值一致,说明光敏电阻器是好的,反之则说明光敏电阻器已损坏。