摘 要：本文結(jié)合電路實驗的教學(xué)實踐，主要闡述了故障排查的一般步驟和基本方法，以期進(jìn)一步加強相關(guān)的理論引導(dǎo)和技能訓(xùn)練，有利于學(xué)生實驗綜合素質(zhì)的逐步提高。

關(guān)鍵詞：電路實驗；故障；故障排查

故障排查是電路實驗教學(xué)中著重強調(diào)的基礎(chǔ)訓(xùn)練項目之一。作為一項縝密地邏輯推斷工作，從對異常狀況的分析判斷到準(zhǔn)確找出故障產(chǎn)生的原因，既需要有扎實的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗，更需要有科學(xué)合理的檢測方法和手段。

⑴首先應(yīng)掌握有關(guān)的知識和技能并熟悉待查電路，從而提高工作效率，減少失誤。

⑵故障按破壞程度不同分為破壞性和非破壞性兩大類。為防止故障繼續(xù)擴大，制定檢查計劃時要明確當(dāng)前電路是應(yīng)該處于斷電還是通電的狀態(tài)。

⑶相同的故障現(xiàn)象往往源于不同的故障原因，當(dāng)需要更換檢查方案時，應(yīng)綜合考慮多種可能故障的概率大小以及檢測的難易程度，由簡到繁以加快故障排查的速度。

一、步驟

引發(fā)實驗故障的因素是多方面的，追根究源，多與電路的結(jié)構(gòu)和特點有關(guān)。電路實驗中電路結(jié)構(gòu)大致分為電源、連接線路和測量儀表三部分，常見故障有短路、開路和測量參數(shù)異常等。通?？刹扇≈苯訖z測的方式，按如圖1所示的幾個基本步驟排查故障。

方式一：系統(tǒng)性檢測——最基礎(chǔ)的排查方式。任何復(fù)雜的電路都可以等效為若干個部分的串聯(lián)，因此可依據(jù)信號流向，以順查或逆查的次序?qū)φ麄€電路結(jié)構(gòu)中的各部分進(jìn)行全面“體檢”。順查即從輸入端入手，正確—正確—直到不正確；逆查即從輸出端向回查，錯誤—錯誤—直到正確。

方式二：目標(biāo)性檢測。故障發(fā)生后出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象往往由一些特定原因所導(dǎo)致并體現(xiàn)在具體的幾個部位上，所以可據(jù)此進(jìn)行粗略性的、指向性的分析和定位，判斷故障的大致區(qū)域后有針對性地檢測。

方式一類似于排除法，循序漸進(jìn)、逐一查找卻略顯繁瑣，而方式二所體現(xiàn)出的快捷則要得益于豐富的實踐經(jīng)驗積累。

二、方法

（一）直接觀察法

不使用任何儀器，利用人的視、聽、嗅、觸等直觀感覺來發(fā)現(xiàn)問題，尋找和分析故障。直接觀察從通電前檢查和通電后觀察兩個方面展開，通電前主要檢查儀器的使用是否正確、線路連線是否合理等，通電后主要觀察電源有無異味、測量儀表有無異動、元器件有無發(fā)燙、變壓器有無焦味等。

直接觀察法可作為對故障的初步排查，不但可以確定簡單的故障，還可以把較復(fù)雜的故障縮小到較小的范圍。

（二）參數(shù)測試法

利用測量儀器測取電路的各級參數(shù)（電阻、電壓或信號波形等），并與正常理論值進(jìn)行比較，從而發(fā)現(xiàn)故障。電路實驗中主要應(yīng)用的有電阻測量法、電壓測量法以及信號尋跡法。

⑴電阻測量法即在電路處于斷電狀態(tài)時，檢查電路的阻值或?qū)Ь€和元件的通斷。

⑵電壓測量法即在電路處于通電狀態(tài)時，測量電路有關(guān)點的電位或兩點之間的電壓。

⑶信號尋跡法實際是電壓測量法在交流電路中的延伸，即使用示波器逐點測量信號波形。

參數(shù)測試法是故障排查時最有效可行的一種方法，但前提是要熟悉電路，有一定的理論分析能力。

當(dāng)整個實驗線路有破壞性故障（如嚴(yán)重短路）時，只能采用電阻測量法來排查。而通常情況下需要各檢測方法配合使用：對于通過了直接觀察法初檢的電路，先用電壓測量法判斷故障點，然后用電阻測量法對該處的有關(guān)導(dǎo)線和元件進(jìn)行復(fù)檢。

三、示例

實驗項目：日光燈電路的功率因數(shù)提高。實驗線路如圖2所示。接入單相市電，緩慢增加自耦調(diào)壓器的輸出電壓Uaq至日光燈電路的額定電壓220V，點亮燈管。常見實驗故障有短路和開路（燈管無法點亮）。

處理故障時首先要了解日光燈電路的工作原理，同時該項目為強電實驗，檢測中一定要注意用電安全。

（一）短路故障的排查

故障分析：實驗線路是并聯(lián)電路，短路將極可能導(dǎo)致破壞性故障。在實驗過程中出現(xiàn)短路，主要原因可能是可變電容有擊穿現(xiàn)象或人為操作失誤；在接通市電時出現(xiàn)短路，主要原因可能是線路連接錯誤或儀表接入錯誤（功率表的電流線圈并聯(lián)在回路上）。

故障檢測：切斷電源，按各故障成因的發(fā)生概率分別進(jìn)行檢測。即用直接觀察法檢查線路連接和儀表使用是否有錯誤，用電阻測量法檢查可變電容的絕緣電阻。

（二）開路故障的排查

故障分析：導(dǎo)致開路故障的原因主要有線路或儀表連接錯誤、導(dǎo)線脫落或斷開、燈管或啟輝器接觸不良、燈絲斷開或啟輝器損壞等。

故障檢測：采用系統(tǒng)性檢測的方式，按信號流向逐一進(jìn)行檢測，直至找到故障點。檢測步驟、檢測位置及檢測方法列于表1。

另外，由于接觸不良、啟輝器損壞、燈絲已斷而導(dǎo)致電路開路的概率極高，因此絕大多數(shù)情況下可直接針對日光燈電路這一區(qū)域展開排查工作。

四、規(guī)避人為實驗故障

在故障的實際成因中人為因素的影響占了相當(dāng)大的比例，如線路聯(lián)接不合理、儀器設(shè)備使用不當(dāng)?shù)?。這些問題容易被忽視，卻又往往是實驗中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象的主要原因。因此，良好的實驗習(xí)慣并不是出現(xiàn)了問題去糾錯，加強與提升操作技能以保證實驗的效果，防患于未然尤為重要。

⑴對于實驗線路的布局有一個最基本而又重要的要求：順著信號傳輸方向，力求最短。連線一般從輸入端（電源側(cè)）起，由左至右或由上至下。

⑵各儀器與被測實驗裝置之間的連接以方便調(diào)節(jié)、觀察與讀數(shù)為原則，為防止外界干擾，各儀器的共公接地端應(yīng)做共地處理，如圖3所示。

⑶必須選擇與測量內(nèi)容和要求精度相符的儀器設(shè)備。如測量儀器的輸入阻抗必須遠(yuǎn)大于被測處的等效阻抗，若測量儀器輸入阻抗小，則在測量時會引起分流而導(dǎo)致測量誤差很大。

⑷任何儀器設(shè)備都有其自身特定的測量范圍和使用場合，使用時一定要按要求正確選擇。如交流電壓表與交流毫伏表同樣可測交流電壓，但兩者的區(qū)別在于前者一般用于測量50Hz工頻電壓值而不適于小信號，后者主要用于頻率范圍內(nèi)的小信號測量而不適于測量220V等大電壓。

⑸不能忽視儀器設(shè)備對工作環(huán)境的技術(shù)要求，如供電電源、接地方式是否合適，是否需要隔離和屏蔽處理等等。

⑹避免錯誤的接入方式或讀數(shù)方法，保證儀器設(shè)備發(fā)揮應(yīng)有的功效。如各類指針式儀表和大部分示波器，每次使用時都要進(jìn)行自檢以保證其精度；又如儀器的功能件的使用，示波器探頭和頻率計的濾波器要按測量要求正確選擇。

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