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1、个人收集整理 勿做商业用途第一章 电子实践常识 我国高校电子技术教学中一直存在重理论、轻实践的指导思想,开设的实验课通常是验证性试验,学生缺乏对电子产品开发过程的整体性了解。本章通过介绍安全常识、常用工具、常用仪器和设备、读图技巧以及电子电工领域的国家标准，使读者了解一些电子实践的基础性知识。1.1 安全常识 电子实践涉及电及电子设备的使用，安全是首要问题。本节介绍了安全电压、电子设备的保护接地和保护接零、电子设备接通电源前的检查、检修、调试电子设备的注意事项、手工装焊操作的安全规则以及发生触电事故的急救。 1。1。1 安全电压触电是电流通过人体引起的生理反应。低至毫安级的电流就能在人体中引起
2、反应。我国针对电子设备实施的最新安全强制性标准为GB88982001音频、视频及类似电子设备安全要求。标准规定接触电流不应超过交流限值0.7mA(峰值）和直流限值2。0mA。通过人体电流的大小，主要取决于施加于人体的电压及人体本身的电阻。人体电阻包括皮肤电阻和体内电阻。体内电阻存在较小的容性分量，大部分可认为是阻性的，与接触表面积关系不大，基本不受外界条件影响,其值约为500.皮肤电阻容性分量较大，随外界条件不同有较大范围的变化,一般干燥的皮肤，电阻值可达100k以上，但随着皮肤的潮湿度加大，电阻逐渐减小，可小到1k以下。人体总电阻是体内阻抗与皮肤阻抗的向量和。倘若用湿手接触36V的安全电压，
3、同样会受到电击，此时的安全电压也不安全了。安全电压通常是就人体皮肤干燥时而言的.我国规定的安全电压有36V、24V、12V等。在潮湿条件下的安全电压应为24V、12V.1。1。2保护接地与保护接零 在正常情况下，各种仪器设备、家用电器的外壳是不会带电的.但当使用一段时间后，可能随着内部电器元件的损坏,或因绝缘老化发生漏电现象,导致金属外壳带电，一旦人体接触带电部位，将发生触电事故。为此,各类仪器设备或家用电器生产厂都注意在产品说明书上专门提出,要对设备或电器的金属外壳加接保护装置，即采取“保护接地”或“保护接零”的方法,以防触电伤人。电子设备的任何部分与土壤作良好的电气连接，我们称之为接地。与
4、土壤直接接触的金属体称之为接地体.用于连接接地体和电子设备的导线，称之为接地线。保护接地是将电子设备外壳上的金属部分与接地体作良好的电气连接。在低压供电系统中，接地的中性线称为零线.保护接零是将正常情况下不带电的电子设备的金属外壳接到零线上。 对于采用保护接地的电子设备,在相线绝缘破损使得设备金属外壳带电的情况下，人接触金属外壳的同时，短路电流从两条通路流走，一条是接地线,一条是人体。接地线的电阻通常4欧姆,而人体的电阻一般为500欧姆左右，短路电流绝大部分从接地线流走，从而实现对人的保护。对于采用保护接零的电子设备,在相线绝缘破损且接触到金属外壳时，在相线与零线之间通过金属外壳形成碰壳短路。
5、短路电流将故障相熔断或启动其他保护元件切断电源,实现保护功能。我国规定，110kV以上高压系统，以及220/380V，380/660V的低压配电系统,一般采用电源中性点直接接地的运行方式。而且引出有中性线（代号N），保护线（代号PE）保护中性线（代号PEN）.我国低压配电系统，按保护线的接法分为TN系统、TT系统和IT系统。TN系统和TT系统都是中性点直接接地系统，且都引出有中性线（N线），按新国标规定，凡含有中性线的三相系统,通称为三相四线制系统。TN系统TN型低压配电系统因中性线（N）、保护线（PE）及保护中性线(PEN）的不同联接方式,又分为三种系统：TN-C系统：三相四线制系统中N线与
6、PE线共用一根导线（PEN线)，见图1-1。这种系统成本较低，对接地故障灵敏度高。但当三相负载不平衡时,PEN线上有电流通过，形成对地的电位,相应的与PEN线相连的设备金属外壳也出现同样电位，带来触电的危险.图1-1 TN-C系统 TNS系统：三相四线制系统中，N线与PE线完全分开，各自独立存在,俗称三相五线制或单相三线制，见图1-2。TN-S系统的PE线接地良好,不会有电流出现，与之相连的设备金属外壳可实现安全接地。当然从经济的角度来说，单独的PE线增加了成 本。图1-2 TN-S系统TN-C-S系统:三相四线制系统中，N线与PE线在前边共用，在后边又全部或部分地分开用，见图13（a）。这样
7、可以降低成本,不过,接地状况不如TNS系统，常用在一般的居民住宅、办公楼情况下。考虑到PE线的电位稳定,还常常在N线与PE线分开点作重复接地，见图1-3(b)。 (a）（b）图13 TNCS系统TT系统TT型低压配电系统接线如图1-4所示，系统中设备外露可导电部分采用经各自PE线直接接地的保护方式，各接地点在电气上独立于电源端的接地点。由于保护接地线PE单独接地，与中线N没有电气连接，这样可以避免各用户之间的中线电位串扰。但在这种情形下,若相电压为220伏，电源接地和保护接地电阻均为4欧姆，则发生相线触壳故障时，常常由于短路电流低于保护装置阈值而使得设备金属外壳带110V电压。解决办法是降低P
8、E线接地电阻或采用可靠的保护装置，代价较高。图1-4 TT系统 IT系统 IT型低压配电系统接线如图1-5所示，中性点不接地或经阻抗（约1000)接地，且通常不引出中性线。在此系统中，各用电设备通过保护接地线自行接地。俗称三相三线制。由于不存在N线，所以只能接三相负载。发生故障时漏电电流小，不会产生电火花和电弧，适用于矿井等易燃易爆场所,民用较少。图1-5 IT系统我国目前在低压供电中普遍使用的是TN系统。TN系统和TT系统是中线接地系统，如果保护接地和保护接零同时使用(图 1-6），采用保护接地的大容量设备发生相线触壳故障时,漏电电流不足以使保护元件动作，此电流产生的压降将使中线电位升高，这
9、样,该系统中所有保护接零的设备金属外壳带上相同的电位，触电机会大增。所以，在中线接地系统中，禁止保护接地和保护接零同时使用。 图1-6 同时接地和接零 目前国内实验室普遍采用三相四线制，仪器设备的电源引线是三极插头，这就要求插座也必须是一一对应的三孔，即左孔接中性线(N）,右孔接相线（L俗称火线），上孔接地线（E）.常见的错接现象有：插座上接地孔不接地线，有的通过转换连接，即将设备三极插头经多组插座接线板与电源两孔插座连接。将N孔与E孔串接如图1-6。这种接法存在很大危险，若中性线（N)断路，则L线就会通过仪器设备绕组(负载），经N孔和与之串接的E孔，使与E孔相连接的仪器设备外壳带电。如果L相
10、线、N线接法正确，因有负载电压降的作用,仪器设备外壳只带有一定的电压。如果L相线与N线对调接反，这样就会使仪器设备外壳直接带有220V交流电压,若操作人员不慎碰壳，则有生命危险。图1-6 N孔与E孔串接三孔插座的正确接线方法：将与仪器设备外壳相接的接地线（PE）通过电源插座上的接地孔(E），再经过一条专门引出的与大地良好相接的接地线（PE）连接如图1-7。图17 三孔插座的正确接线方法 这种专门的接地线PE（即保护线）接地电阻一般要求小于10，对于电容量大的，要求小于4，有时还需要降低，使接地短路电流能使熔断器迅速熔断。若测试出的接地电阻大于4时，可补打一根接地极.对新建实验室而言，也可利用建
11、筑物基础中的钢筋作为自然接地极，钢筋之间焊接牢靠,一般可满足要求。1.1.3 接通电源前的检查电子设备在出厂前需经过各种测试，以保证使用安全，但不能排除偶然情况的出现.在使用及运输过程中,老化、磨损等也会对电子设备的安全性带来影响。所以，任何新的或搬运过的以及自己不了解的用电设备，不要冒失拿起插头就往电源上插，要记住“四查而后插”。 四查为：一查电源线有无破损。二查插头有无外露金属或内部松动。三查电源线插头两极有无短路,同外壳（如果设备是金属外壳）有无通路。四查设备所需电压值是否与供电电压相符。如何确定外形完好的插头内部是否有短路现象,最简单的办法可使用万用表进行测量。将万用表置于测电阻模式，
12、可用1K或10K档。在电源开关断开情况下,对于二芯插头，两个电极之间及它们与外壳之间的电阻均应为无穷大。电源开关闭合时，两个电极与外壳电阻仍应为无穷大。对于三芯插头，外壳只能同接地极连接.在电源开关断开情况下，非接地级之间及非接地级与外壳之间电阻应为无穷大.1.1。4 检修、调试电子设备的注意事项 检修和调试是电子实践过程中不可缺少的环节，且在大多情况下带电作业，人身安全、设备安全不能忽视。检修调试电子设备时应注意以下几点： 检修、调试之前，一定要了解检修、调试对象的电气原理，特别是电源系统。 不要以为断开电源开关就没有触电危险。只有拔下插头，并对仪器内的高电压大容量电容器放电处理后，才能认为
13、是安全的。放电办法见图1-8。(a）使用一根带绝缘皮的短路线 （b）使用带电阻（几十欧或几百欧）的短路线图1-8 电容器放电示意图 不要随便改动仪器设备的电源线。 需要带电检查调试时,要先用试电笔检查外壳和金属件及裸露的导线是否带电，使用万用表测电压时,一定要测有关部分的对地电压。 洗手后或手出汗潮湿时，不要带电作业。尽可能用单手操作,另一只手放到背后或衣袋中。1.1。5 装焊操作安全规则 使用手工锡焊工具电烙铁时，不仅要注意防触电问题，烙铁头的温度很高,容易给操作人员造成烫伤.关于电烙铁的正确使用将在下面章节详细讲解，这里提请注意几条安全操作规则： 不要惊吓正在操作的人员。 烙铁头在没有确信
14、脱离电源时，不能用手摸。 烙铁头上多余的锡不要乱甩,特别是往身后甩危险很大。 易燃品远离电烙铁。 拆焊有弹性的元件时,不要离焊点太近，并使可能弹出焊锡的方向向外. 插拨电烙铁等电器的电源插头时，要手拿插头，不要抓电源线。 用螺丝刀拧紧螺钉时，另一只手不要握在螺丝刀刀口方向。 用剪线钳剪断短小导线（例如印刷板元件焊好后，去掉过长的引线）时，要让导线飞出方向朝着工作台或空地，决不可向人或设备。 工作场所要讲究文明工作，各种工具、设备摆放合理、整齐，不要乱摆、乱放，以免发生事故。1。1.6 触电急救发生触电事故，千万不要惊慌失措，必须用最快的速度使触电者脱离电源.要记住:当触电者未脱离电源前本身就是
15、带电体，同样会使抢救者触电.脱离电源最有效的措施是拉闸或拔出电源插头.在一时找不到或来不及找电源的情况下，可用绝缘物（如带绝缘柄的工具、木棒、塑料管等）移开或切断电源线。关键是一要快，二要不使自己触电，一两秒的迟缓都可能造成无可挽救的后果。脱离电源后如果病人呼吸、心跳尚存，应尽快送医院抢救。若心跳停止，应用人工心脏挤压法维持血液循环；若呼吸停止，应即刻施行口对口人工呼吸.若心跳、呼吸全停，则应同时采用上述二法,并向医院告急求救。1。2 常用工具正确规范地使用常用工具可以避免不必要的人身、设备的损失。本节介绍了验电笔、螺丝刀、钳子、电工刀、喷灯、电烙铁和电锤的正确使用方法。1.2.1 验电笔 (a) (b） 图 1-9 验电笔验电笔 ，简称电笔。验电笔是用来检查测量低压导体和金属外壳是否带电的一种常用工具.它具有体积小、重量轻、携带方便、检验简单等优点。验电笔常做成
