通過(guò)電路故障提高學(xué)生分析能力和創(chuàng)新能力

摘 要：電路故障是電工教學(xué)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題之一，故障的分析方法對(duì)于電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生有一定難度的，但非常重要。因此，搞好電路故障判斷方法的教學(xué)意義非常重大。這不但能解決教學(xué)中的難點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)，而且有助于同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提高綜合分析問(wèn)題能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：故障分析；分析能力；創(chuàng)新能力

電路故障是電工教學(xué)中經(jīng)常遇到的問(wèn)題之一，故障的分析方法對(duì)于電子技術(shù)專業(yè)的學(xué)生有一定難度的，但非常重要。因此，搞好電路故障判斷方法的教學(xué)意義非常重大。不但能解決教學(xué)中的難點(diǎn)，提高學(xué)生的學(xué)業(yè)成績(jī)，而且有助于同學(xué)們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，提高綜合分析問(wèn)題能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和創(chuàng)新能力。本文結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)體會(huì)， 從電路故障判斷的理論基礎(chǔ)、常見(jiàn)故障種類、故障的判斷方法等方面進(jìn)行闡述。教師教學(xué)有法，學(xué)生學(xué)習(xí)輕松，才能把理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)融會(huì)貫通。

一、分壓式偏置電路的故障檢測(cè)

以三極管為核心組成的分壓式偏置放大電路是電子技術(shù)課程中最基礎(chǔ)最重要的一節(jié)，它的主要作用是對(duì)輸入信號(hào)的放大作用，如果分壓式偏置電路失去了放大作用，就要檢測(cè)該級(jí)放大器靜態(tài)工作點(diǎn)是否正常。若靜態(tài)工作點(diǎn)正常，說(shuō)明該放大器中的三極管已具備放大信號(hào)的能力。如果放大器還是沒(méi)有放大信號(hào)輸出，不外乎以下兩個(gè)原因：一是沒(méi)有信號(hào)送入三極管的基極和發(fā)射極，即輸入耦合電容不良；二是三極管放大后的信號(hào)輸送不出去，即輸出耦合電容不良。若靜態(tài)工作點(diǎn)不正常，故障的組合形式很多種。無(wú)論何種故障，還是要從三極管靜態(tài)工作點(diǎn)入手。下面我們以標(biāo)準(zhǔn)分壓式偏置放大電路為例，學(xué)習(xí)分析故障的檢測(cè)。首先我們要知道三極管靜態(tài)工作點(diǎn)的正常值，如果是Vc=-3伏、Ve=-0.47伏、Vb=-0.67伏、Ic=1毫安，出現(xiàn)故障時(shí)，Ve的實(shí)際測(cè)量值有以下兩種情況：①約等于零伏特、②約等于-0.8（一般由器件損壞而引起的靜態(tài)工作點(diǎn)不正常，其電壓值通常都是極端值）。

（1）若Ve的實(shí)際測(cè)量值約等于零伏特（正極端值），應(yīng)首先切斷電源電壓，用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量發(fā)射極對(duì)地電阻值，若約等零歐姆，故障是發(fā)射極旁路電容Ce擊穿。若電阻值小于發(fā)射極電阻Re阻值，說(shuō)明Ie約等于零毫安，這可能是管子內(nèi)部開(kāi)路性損壞。從三極管外圍電路分析，則是外圍電路沒(méi)有提供給三極管發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏的工作條件，導(dǎo)致三極管不工作。因此，要檢查三極管外圍電路是否正常：①測(cè)量Vc電壓，若Vc為零伏特，說(shuō)明故障元件是Rc；若Vc電壓約等于電壓電源，再測(cè)量Vb電壓。②Vb約等于零，則故障元件是上偏置電阻Rb1開(kāi)路；若Vb電壓約等于-0.67，則說(shuō)明三極管自身不良。

（2）若Ve的實(shí)際測(cè)量值約等于-0.8伏（負(fù)極端值）時(shí)，Ie約等于1.7毫安。正常值Ic=Ie=1毫安，可能是管子內(nèi)部c-e擊穿或管子飽和導(dǎo)通，從三極管外圍電路分析是三極管發(fā)射結(jié)的正向偏壓太大，引起三極管飽和導(dǎo)通。再測(cè)量Vb電壓，若Vb電壓值正常，故障元件是三極管不良。若Vb電壓值大于正常值，則故障元件是下偏置電阻Rb2開(kāi)路，導(dǎo)致基極電流太大而引起三極管飽和導(dǎo)通。

（3）若Ve的實(shí)際測(cè)量值接近正常值，不要誤認(rèn)為偏置就正常，還應(yīng)測(cè)量三極管的Vbe電壓值。這是因?yàn)槿舭l(fā)射極電阻Re開(kāi)路，當(dāng)萬(wàn)用表測(cè)量Re端電壓時(shí)，萬(wàn)用表內(nèi)部電阻并入電路，導(dǎo)致發(fā)射結(jié)微導(dǎo)通，萬(wàn)用表指示的Ve接近正常值。如果Vbe電壓值等于零，故障元件為Re開(kāi)路。

通過(guò)測(cè)量三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，判斷三極管及其外圍電路故障，幫助同學(xué)們理論聯(lián)系實(shí)際，提高分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，為學(xué)好電子技術(shù)打好基礎(chǔ)。

二、OTL功率放大電路的故障檢測(cè)

以輸出功率為主要目的的放大器叫做功率放大電路，功率放大器的形式和種類五花八門、各有特色。以造價(jià)低、音質(zhì)好、重量輕的OTL功率放大電路應(yīng)用最為廣泛。

OTL功率放大電路若出故障，它的中點(diǎn)電壓VA通常也是極端值，約等于零伏或約等于電源電壓，對(duì)應(yīng)集電極電流為零毫安或電流很大。所以，若收音機(jī)無(wú)聲或失真，首先要測(cè)量中點(diǎn)電壓VA，然后再測(cè)量集電極靜態(tài)工作電流。若VA約等于電源電壓，Ie電流很大，說(shuō)明上互補(bǔ)對(duì)稱三極管飽和或擊穿。若VA約等于電源電壓，Ic靜態(tài)工作電流約為零毫安，功放級(jí)有信號(hào)輸入時(shí)聲音失真，則故障元件為靜態(tài)偏置電阻開(kāi)路。若VA電壓約等于零伏，Ic靜態(tài)工作電流約等于零毫安，功放級(jí)有信號(hào)輸入時(shí)聲音失真，故障元件還是靜態(tài)偏置電阻開(kāi)路。若VA電壓約等于零伏，Ic電流很大，說(shuō)明互補(bǔ)對(duì)稱三極管飽和或擊穿。

OTL功率放大電路需要反復(fù)多次調(diào)整放大級(jí)和功放級(jí)的偏置電阻，特別是中點(diǎn)電壓VA。如果出現(xiàn)故障無(wú)聲或失真，常用的辦法就是測(cè)VA值。如再積累一定經(jīng)驗(yàn)，就能做出快速判斷。

三、串聯(lián)穩(wěn)壓電路的故障分析

串聯(lián)型穩(wěn)壓電路在日常生活中應(yīng)用非常廣泛，是電子技術(shù)課程的教學(xué)重點(diǎn)之一，它涉及的知識(shí)面廣，技能要領(lǐng)多，是前一段學(xué)習(xí)知識(shí)的綜合復(fù)習(xí)和利用。直流穩(wěn)壓電源主要故障如下。

（1）無(wú)輸出電壓，即輸出電壓為零。分析故障原因可能是：①橋式整流電路開(kāi)路，②濾波電容短路，③調(diào)整管的基極電阻開(kāi)路，④整流電容短路，⑤調(diào)整管發(fā)射結(jié)開(kāi)路等。如何判斷是由哪一種原因造成的呢？可以按下列步驟來(lái)檢測(cè)：第一步，測(cè)量調(diào)整管集電極對(duì)地電壓。若測(cè)得調(diào)整管集電極對(duì)地電壓為零，即整流、濾波后無(wú)電流輸出，說(shuō)明整流電路引線開(kāi)路，電路就無(wú)輸出電壓。若測(cè)調(diào)整管集電極對(duì)地電壓正常，則進(jìn)入第二步，測(cè)調(diào)整管基極對(duì)地電壓，對(duì)地電壓比輸出電壓高出0.7V左右，若測(cè)得調(diào)整管基極對(duì)地電壓為零，則說(shuō)明調(diào)整管的基極電阻開(kāi)路。調(diào)整管處于截止?fàn)顟B(tài)，輸出電壓就為零；若測(cè)得調(diào)整管基極對(duì)地電壓正常，則說(shuō)明可能是調(diào)整管發(fā)射結(jié)開(kāi)路，電路輸出也就為零。

（2）電路輸出電壓高于正常電壓且不可調(diào)。分析故障原因可能是：①穩(wěn)壓管開(kāi)路，②比較放大三極管的b-e結(jié)開(kāi)路。檢測(cè)步驟：第一步，測(cè)整流濾波輸出正常電壓值。第二步，測(cè)穩(wěn)壓管對(duì)地電壓。若高于穩(wěn)壓值，說(shuō)明穩(wěn)壓管開(kāi)路。若測(cè)得穩(wěn)壓管對(duì)地電壓正常，則進(jìn)入第三步，測(cè)比較放大三極管基極對(duì)地電壓。若測(cè)得比較放大三極管基極對(duì)地電壓較大，則說(shuō)明是比較放大三極管的b-e結(jié)開(kāi)路。

（3）電路輸出電壓低于正常電壓且不可調(diào)。分析故障原因可能是：①整流、濾波部分電路故障，②調(diào)整管基極阻值過(guò)大，③穩(wěn)壓管擊穿或接反，④比較放大三極管的c-e 結(jié)漏電或擊穿。檢測(cè)步驟：第一步，測(cè)量調(diào)整管集電極對(duì)地電壓正常應(yīng)高于整流電壓，若低于整流電壓，就說(shuō)明是整流、濾波部分電路故障，電壓正常。則進(jìn)入第二步，測(cè)調(diào)整管基極對(duì)地電壓，應(yīng)比電路的輸出電壓高出0.7左右，若測(cè)得對(duì)地電壓低于正常電壓，則進(jìn)入第三步：斷開(kāi)比較放大三極管的集電極，重測(cè)調(diào)整管基極對(duì)地電壓。若此時(shí)測(cè)得的值還是低于正常電壓，則說(shuō)明是調(diào)整管基極電阻值過(guò)大。其基極電流降低，調(diào)整管管壓降就會(huì)升高，這樣，會(huì)使整個(gè)電路輸出電壓更低；若此時(shí)測(cè)得的調(diào)整管基極對(duì)地電壓升高，則說(shuō)明是穩(wěn)壓管有接反或擊穿，或是比較放大三極管的c-e結(jié)漏電或擊穿。此時(shí)比較放大三極管的Vbe升高，其基極電流增大，集電極電流也增大，調(diào)整管管壓降就升高，從而就使輸出電壓更低。

學(xué)生在學(xué)習(xí)電子技術(shù)課程時(shí)，總是感覺(jué)電路原理抽象難懂。實(shí)操出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)所適從，不能靈活應(yīng)用。因此，在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中，老師要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生親自體驗(yàn)（數(shù)據(jù)），理解各量的變化，在實(shí)踐中遇到問(wèn)題通過(guò)學(xué)習(xí)解決問(wèn)題。故障點(diǎn)的檢測(cè)、分析是整個(gè)理論知識(shí)與實(shí)踐操作知識(shí)的匯總，也是把書(shū)本知識(shí)變?yōu)樽约褐R(shí)的一種升華。教師要善于創(chuàng)設(shè)各種問(wèn)題故障，積極收藏“故障現(xiàn)象總表”，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。