实验故障分析与处理

实验故障分析与处理

实验中常常会因为种种意想不到的原因而影响电路的正常工作，有可能会烧坏仪表和元器件。通过对电路故障的分析与处理，逐步提高分析问题与解决问题的能力。故障的分析需具备一定的理论知识和丰富的实践经验。

一、故障的类型与原因

实验故障根据其严重性一般可以分两大类：破坏性和非破坏性故障。破坏性故障可造成仪器设备、元器件等损坏，其现象常常是某些元器件过热并伴有刺鼻的异味、局部冒烟、发出吱吱的声音或炮竹似的爆炸声等。非破坏性故障的现象是电路中电压或电流的数值不正常或信号波形发生畸变等。如果不能及时发现并排除故障，将会影响实验的正常进行或造成损失。故障原因大致有以下几种：

⑴电路连接错误或操作者对实验供电系统设施不熟悉。

⑵元器件参数或初始状态值选择不合适、元器件或仪器损坏、仪器仪表等实验装置与使用条件不符。

⑶电源、实验电路、测试仪器仪表之间公共参考点连接错误或参考点位置选择不当。

⑷导线内部断裂、电路连接点接触不良造成开路或导线裸露部分相碰造成短路。

⑸布局不合理、测试条件错误、电路内部产生干扰或周围有强电设备，产生电磁干扰。

下面我们通过一个实例来分析问题。

在RLC串联谐振实验中，通常保持信号源输出电压一定，改变信号源的频率，用交流毫伏表或示波器监测电阻两端电压，通过监测发现，实验开始时电路中电流随频率升高而增加，后来电流迅速降至很低。这时，无论如何调节输出信号的频率范围或是改变其它元件的参数，均无法得到谐振现象，这说明

的谐振条件无法得到满足。分析其原因，由于电路中有电流存在，说明电路有可能短路而不是开路，用多用表检查电路中各元器件发现电容器被短路，根据现象判断电容器的短路是在实验过程中造成的。因为实验时信号源的输出电压取值偏高，而电路的品质因数Q很大，谐振时电容器上的电压可达到信号源电压的Q倍，超过了电容器的耐压值而被击穿。通过这个例子我们知道，实验前应对电路中的电压、电流的最大值有一个初步的估计，选用元器件时要考虑其额定值，确定测试条件时，应考虑到是否会引起不良的后果。

二、故障检测

故障检测的方法很多，一般按故障部位直接检测。当故障原因和部位不易确定时，可根据故障类型缩小范围并逐点检查，最后确定故障所在部位加以排除。在选择检测方法时，要视故障类型和电路结构确定。常用的故障检测的方法有以下两种：

⑴通电检测法。用多用表、电压表或示波器在接通电源情况下进行电压或电位的测量。当某两点应该有电压而多用表测出电压为零时说明发生了短路；当导线两端不应该有电压而用多用表测出了电压则说明导线开路。

⑵断电检测法。对破坏性故障，要采用断电检测法。具体方法是先切断电源，然后用多用表欧姆档检查电路中某两点有无短路、开路、元器件参数是否正确等。有时电路中可能同时存在多种或多个故障，它们相互影响、相互掩盖，但只要耐心细致去分析查找，是能够检测出来的。