相关知识与技能

项目1　常用电子工工具的认识与使用

引　言

在日常生活中，通常会接触到一些电工工具，如测电笔、螺丝刀、钳子、活络扳手、电工刀、电烙铁等。我们对于它们的结构、工作原理以及正确的使用方法等知识的了解不是很多，有的甚至是错误的。本项目主要通过实际操作等方式，让同学们了解常用电工工具的基本知识，养成正确使用常用电工工具的习惯，提高同学们的动手能力。

知识目标

掌握常用电工工具的基本知识，包括结构、工作原理、主要分类等。

技能目标

1.具备正确使用常用电工工具的能力。

2.具备熟练使用常用电工工具的能力。

任务1　常用电工工具的认识

任务描述

在实际操作之前，首先应该对常用电工工具的基本知识有所了解，主要包括：

①常用电工工具的外观结构。

②常用电工工具的基本功能特点。

③常用电工工具的主要分类和应用场合。

④常用电工工具的使用注意事项。

任务工具准备

①计算机。

②互联网。

③图书资料。

④各种电工工具。

任务引导性实施行动

请同学们通过使用Internet、图书资料以及实物观察等方式，结合表1- 1的内容，了解常用电工工具的相关知识，并做好详细记录。建议搜索的关键词为“电工工具”等。

表1- 1

续表

续表

续表

知识点掌握情况评价表

根据任务引导性实施行动，通过教师评价或学生互评的方式，从知识能力、通用能力以及态度等方面对学生的知识点掌握情况做出评价，并填入表1- 2中。

表1- 2

任务2　常用电工工具的使用

任务描述

在了解常用电工工具的基本知识之后，需要通过实际操作的方式，使同学们掌握常用电工工具的正确使用方法，并具备熟练使用这些工具的能力。

任务工具准备

各种电工工具，包括测电笔、螺丝刀、钳子、活络扳手、电工刀、电烙铁、吸锡器。

任务引导性实施行动

在教师的指导下，每位学生通过实际操作等方式完成以下工作：

①熟悉测电笔的结构，对周围带电体分别使用螺丝刀形测电笔和数显式测电笔进行测量，并将测量结果填入自拟的表格中。

②熟悉一字和十字螺丝刀的结构，并通过实际操作掌握这两种螺丝刀的正确使用方法。

③了解电动螺丝刀的结构和正确的使用方法。

④根据钢丝钳和尖嘴钳的特性，通过实际操作熟悉两种钳子的正确使用方法。

⑤使用斜口钳来剥离电线绝缘层，注意不可损伤内部的芯线。

⑥使用剥线钳来剥离不同线径导线的绝缘层，要求不能损伤内部的芯线。

⑦熟悉活络扳手的结构，并使用活络扳手对有角螺丝钉或螺母进行紧固或松动操作。

⑧熟悉电工刀的结构，并使用电工刀剖削电线绝缘层，注意刀口方向和剖削角度。

⑨熟悉电烙铁的结构，使用电烙铁进行上锡、焊接等操作。

⑩如图1- 1所示，使用电烙铁在万能板上对电路进行焊接，要求在基本功能实现的同时，电路美观，布局简单。（知识拓展：万能板，发光二极管）

图1- 1

熟悉吸锡器的结构，通过实际操作掌握手动吸锡器的正确使用方法。

知识点掌握情况评价表

根据任务引导性实施行动，通过教师评价或学生互评的方式，从知识能力、通用能力以及态度等方面对学生的知识点掌握情况做出评价，并填入表1- 3中。

表1- 3

相关知识与技能

1）测电笔

（1）概述

测电笔又称试电笔、验电器，是一种检验导线、电气设备或电路中是否带电的常用电工工具，如图1- 2所示。

图1- 2

（2）测电笔的分类

测电笔主要分为低压测电笔和高压测电笔。其中，低压测电笔是用来检验对地电压在250 V及以下的带电体的，可分为螺丝刀形测电笔和数显式测电笔两种。

①螺丝刀形测电笔

螺丝刀形测电笔常为钢笔式结构或螺丝刀结构，一般由笔尖、安全电阻、氖气管、笔杆（笔筒）、弹簧和笔尾组成，如图1- 3所示。螺丝刀形测电笔的笔尖是金属探头，后部塑料外壳内部装有安全电阻、氖气管和弹簧，笔尾有金属端盖或钢笔形金属挂鼻，是使用时手必须触及的金属部分。

图1- 3

笔尖：由金属材料制成，与被测对象（导线、插座等）接触。

安全电阻：一般为兆欧姆^[1]级的电阻，主要起到分压限流，保护人体免受触电的危险。

氖气管：又称氖泡，通过发光的方式来表示电路中是否带电。

笔筒（笔杆）：人手握持部分，由绝缘材料制成，内部中空，用于放置电阻、氖气管和弹簧。

弹簧：导电部分，连通笔尾和氖气管。之所以制作成弹簧的形状是由于它的弹性使它可以挤压，保证接触良好。

笔尾：由金属材料制成，测量时人手应与此接触。

测电笔的工作原理：当人体接触笔尾，并将测电笔笔尖接触带电物体时，带电物体、测电笔、人体和大地将会构成通路，并满足欧姆定律其中R＝ R1＋R2（R为总电阻，R1为测电笔安全电阻，R2为人体电阻），产生的电流流过氖气管使之发光。

使用螺丝刀形测电笔的方法：人手握持在笔筒位置，用手掌、大拇指或食指接触笔尾部分，用笔尖去接触被测物体，并观察氖管是否发光，如图1- 4所示。

图1- 4

②数显式测电笔

如图1- 5所示，数显式测电笔主要由笔尖和工程塑料壳体^[2]组成。其中壳体上包含液晶显示屏、直接测量按钮、感应测量按钮以及测量电压类型及范围标注等，有的测电笔的壳体上还带有一个指示灯。

图1- 5

液晶显示屏：显示被测带电体的电压数值，分为12 V，36 V，55 V，110 V，220 V 5段，液晶显示屏显示的最高数值即为所测电压值，有的数显式测电笔的液晶显示屏还带有夜光功能。

直接测量按钮：一般表示为“DIRECT TEST”，离液晶显示屏较远。用笔尖直接去接触被测物体时，应接触此按钮。

感应测量按钮：一般表示为“INDUCTANCE”，离液晶屏较近，用笔尖感应被测物体时，应接触此按钮。

使用数显式测电笔的正确测试方法如下：

A.电压检测

拇指轻触直接测量按钮，将测电笔笔尖接触被测物体，液晶显示屏显示的最高数值即为所测电压值（未至高端显示值的70%时，显示低端值）。测非对地的直流电时，手应接触另一电极（如正极或负极）。

B.感应检测

拇指轻触感应测量按钮，将测电笔笔尖靠近被测物体，若显示屏出现“高压符号”，则表示该物体带电。测量断开的电线时，轻触感应测量按钮，测电笔笔尖靠近该电线的绝缘外层，若存在断线现象，在断点处“高压符号”消失。

③高压测电笔

高压测电笔主要用来检验对地电压在250 V以上的带电体，主要包括发光型、声光型、风车式3种类型。它们一般都是由检测部分（指示器部分或风车）、绝缘部分、握手部分3部分组成。其中绝缘部分、握手部分根据电压等级的不同，长度也不相同。

（3）低压测电笔使用注意事项

①使用测电笔之前，首先要检查测电笔的部件是否完全，并检查测电笔是否有损坏、受潮或进水，检查合格后才能使用。

②使用测电笔时，绝对不能接触测电笔前端的笔头，否则将会造成人体触电。

③使用测电笔时，一定要注意其适用电压是否高于欲测试的带电体的电压，绝不能超压使用，特别是高压情况下。

④对于螺丝刀形测电笔，人手接触电笔的部位一定要在测电笔的笔尾部分，否则，因被测物体、测电笔、人体与大地之间没有形成回路，测电笔中的氖气管不会发光。

⑤如果螺丝刀形测电笔的氖气管发光微弱，切不可断定带电体的电压不够高，应仔细观察测电笔或被测物体的被测点是否有污垢，如果有污垢，必须擦干净测电笔或重新选择测试点。反复测试后，氖气管仍然不亮或者微亮，才能最后确定被测物体确实不带电。另外，氖气管的亮度较低，应避光测量，以防误判。

2）螺丝刀

（1）概述

螺丝刀，又称螺丝起子或旋凿，是一种用来紧固或拆卸带槽螺丝钉的工具，由刀头（杆）和手柄组成。其中，刀头一般是由硬度比较高的弹簧钢制成，手柄由绝缘材料制成。

（2）螺丝刀的分类

按不同的刀头头型，螺丝刀可以分为一字、十字、米字、星形、方头、六角头（内六角和外六角）、Y形头等。其中，一字和十字螺丝刀是最常用的，分别被用来紧固或拆卸一字槽和十字槽螺丝钉，如图1- 6所示。

图1- 6

如图1- 7所示，螺丝刀正确的握持方式为：右手握持螺丝刀，手心抵住手柄端部，让螺丝刀头与螺丝钉槽口处于垂直吻合状态。当开始拧松或最后拧紧螺丝钉时，应用力将螺丝刀压紧后再用手腕力扭转螺丝刀；当螺丝钉松动后，即可使手心轻压螺丝刀手柄，用拇指、中指和食指快速转动螺丝刀。

图1- 7

（3）螺丝刀的规格及表示方法

螺丝刀的规格常表示为“螺丝刀类型简写＋头型×长度”，如“PH2×75”表示螺丝刀的类型为十字形，刀头直径为2 mm，螺丝刀刀杆的长度为75 mm。螺丝刀类型的中英文及简写对照如表1- 4所示。

表1- 4

（4）电动螺丝刀

根据动力源的不同，螺丝刀又可分为手动螺丝刀、电动螺丝刀和气动螺丝刀。其中，电动螺丝刀外观如图1- 8所示。

图1- 8

电动螺丝刀又称棘轮螺丝起子，由配套电箱、绝缘手柄、棘轮机构以及可更换的刀头组成。与普通的螺丝刀相比，电动螺丝刀的刀头可以顺时针或者逆时针旋转，从而达到快速拧紧或松动螺丝的效果，大大提高工作效率。

电动螺丝刀的绝缘手柄上一般包括刀头转动方向控制开关和转速控制按钮。其中，刀头转动方向控制开关可控制电动螺丝刀的刀头以顺时针或者逆时针的方向旋转，而转速控制按钮则根据按下时力量的大小控制刀头的转速。

电动螺丝刀的操作步骤如下：

①安装合适的刀头。

②将电动螺丝刀接入配套的电源电箱中，插上电源并打开电源箱开关。

③切换刀头转动方向控制开关，将电动螺丝刀刀头调至正确的旋转方向上。

④根据实际需要调节转速控制按钮的按下力度。

（5）螺丝刀使用注意事项

①使用时，最好不要握持螺丝刀的金属刀头（杆），避免造成触电伤害。

②螺丝刀金属刀头（杆）最好套上绝缘套管，避免无意中接触带电体造成触电伤害。

3）钳子

（1）概述

钳子是一种用于夹持、固定加工工件或者扭转、弯曲、夹断金属线的电工工具。钳子一般由钳头和钳柄组成。

（2）钳子的分类

钳子根据形状不同，可分为尖嘴、平嘴、扁嘴、圆嘴、弯嘴等样式，以适应不同形状工件的作业。根据钳子的不同功能，其又可分为钢丝钳、尖嘴钳、斜口钳、圆嘴钳、剥线钳等。

①钢丝钳

钢丝钳又称老虎钳、克丝钳，是一种夹持或剪切的工具。钢丝钳由钳头和钳柄组成，如图1- 9所示。

钳头包括钳口、齿口、刀口和铡口。其中，钳口用来弯绞、钳夹导线线头；齿口用来紧固或拧松螺母；刀口用来剖切软电线的橡皮或塑料绝缘层，也可用来剪切电线、铁丝等；铡口可以用来切断电线、钢丝等较硬的金属线。钳头结构如图1- 10所示。

图1- 9

钢丝钳的钳柄一般被绝缘塑料套管包裹着，该塑料套管能够耐压500 V以上，因此可以带电剪切电线。

电工常用的钢丝钳有150 mm，175 mm，200 mm及250 mm等多种规格。

使用钢丝钳应注意以下4个方面：

a.使用钢丝钳前，必须认真检查钳柄的绝缘套是否完整，有无破裂，否则不得进行带电操作，避免发生触电伤害。

b.切勿把钢丝钳当做锤子用，以免变形。

c.不可使用钢丝钳切割双股带电电线，避免引起短路。

d.使用钢丝钳时应该铡口朝向内侧，以便控制剪切位置。

②尖嘴钳

尖嘴钳又称修口钳，主要用来剪切线径较细的电线、铜线等，以及给单股导线接头弯圈、切剥塑料绝缘层等。尖嘴钳由尖口、刀口和钳柄组成，如图1- 11所示。

图1- 10

图1- 11

与钢丝钳类似，尖嘴钳的钳柄外部包裹着绝缘塑料管，其耐压500 V，因此可以带电使用尖嘴钳剪切电线。

与钢丝钳相比，尖嘴钳的钳头较尖，更适用于操作空间相对狭窄的场合。

③斜口钳

斜口钳又称斜嘴钳，主要用于剪切小口径导线以及元器件多余的引线，还常用来剥离电线绝缘层、剪切绝缘套管、尼龙扎线卡等，是电工领域常用的工具之一。

斜口钳由刀口和钳柄组成，如图1- 12所示，斜口钳的绝缘塑料套管能够耐压500 V。

④圆嘴钳

圆嘴钳又称圆头钳，钳头呈现圆锥形，适用于将金属薄片或金属丝弯成圆形，如图1- 13所示。

⑤剥线钳

剥线钳主要用于剥去电线、电缆芯线外部的绝缘皮。剥线钳由刀口、压线口和钳柄组成。如图1- 14所示为各种样式的剥线钳。

图1- 12

图1- 13

图1- 14

使用剥线钳时，应使刀口尺寸与被剥离的导线芯线直径相匹配，若刀口选择过大，难以剥离绝缘层；刀口选择过小，又会切断芯线。

4）活络扳手

（1）概述

活络扳手又称为活扳手、活络扳头，是一种紧固或松动有角螺丝钉或螺母的工具。活络扳手一般由呆扳唇、活络扳唇、扳口、蜗杆、轴销、手柄等部分构成，如图1- 15所示。

（2）活络扳手的规格及其正确使用方法

活络扳手的规格常标注于手柄上，采用在“长度×最大开口宽度”（单位：mm）或“英制长度（″^[3]）-公制长度（mm）”表示。电工常使用的活络扳手的规格有150×19 mm（6″）、200×24 mm（8″）、250×30 mm（10″）以及300×36 mm（12″）。如图1- 15所示的活络扳手规格（10″- 250 mm）表示其长度为250 mm。

图1- 15

使用活络扳手时，右手握手柄，手越靠后，扳动起来越省力。因此，当扳动大螺母时，需要使用较大力矩，手应握在手柄尾部，如图1- 16（a）所示；当扳动小螺丝时，使用的力矩不大，但由于螺母过小，需要不断转动蜗杆，调节扳口的大小，因此手应握在靠近呆扳唇的位置，并用拇指调节蜗杆，以适应螺母的大小，如图1- 16（b）所示。

（3）活络扳手使用注意事项

①使用活络扳手夹持螺母时，应使呆扳唇在上，活络扳唇在下，切不可反过来使用，以免扳裂活络扳唇。如图1- 17所示为错误的操作方法。

图1- 16

图1- 17

②使用活络扳手旋动螺母时，必须把工件的两侧平面夹牢，以免损坏螺母的棱角。

③在拧不动的时候，切不可采用钢管套在活络扳手的手柄上来增加扭力，因为这样极易损伤活络扳唇。

④不可将活络扳手当做撬棒或锤子使用。

5）电工刀

（1）概述

电工刀是一种剖削或切割电工器材的常用电工工具，一般由刀片、刀刃、刀把、刀挂等部分构成，如图1- 18所示。

（2）电工刀的正确使用方法及注意事项

用电工刀剖削电线绝缘层时，应将刀口朝外剖削，并使刀片的平面与导线成较小的锐角（如45°），刀口向外推出，如图1- 19所示。

图1- 18

图1- 19

使用电工刀时，应注意以下4点：

①用电工刀剖削电线绝缘层时，切不可将刀口朝内剖削，以免伤害操作人员。

②切忌把刀刃垂直对着导线切割绝缘层，因为这样容易割伤电线线芯。

③严禁在带电体上使用没有绝缘手柄的电工刀，避免触电。

④电工刀不使用时应将刀片回收到刀把内。

6）电烙铁

（1）概述

电烙铁是电子维修与电子制作中必不可少的电工工具，主要用来焊接元器件和导线，如图1- 20所示。

（2）电烙铁的分类及规格

①电烙铁的分类

图1- 20

根据结构不同，电烙铁可分为外热式电烙铁、内热式电烙铁和恒温电烙铁。

A.外热式电烙铁

外热式电烙铁由烙铁头、烙铁芯、手柄、电源引线、插头等部分组成，如图1- 21所示。由于烙铁芯（电烙铁的加热元件）安装在烙铁头（实心圆柱状）的外部，故被称为外热式电烙铁。外热式电烙铁的这种结构将会导致大部分的热量散发到空气中，因此，外热式电烙铁加热速度慢、加热效率低。但其具有烙铁头的使用时间较长、功率较大等优点。

图1- 21

B.内热式电烙铁

内热式电烙铁由烙铁芯、烙铁头、手柄、连接杆、弹簧夹、电源引线、插头等部分组成，如图1- 22所示。由于烙铁芯（电烙铁的加热元件）在烙铁头（空心筒状）的内部，即热量从内部发出，故被称为内热式电烙铁。内热式电烙铁具有热得快、加热效率高、体积小、质量轻、耗电量低、使用灵巧、烙铁头更换方便、价格便宜等优点。

C.恒温电烙铁

恒温电烙铁内部装有带磁铁式的温度控制器，通过控制通电时间实现恒温的功能。

图1- 22

恒温电烙铁的基本工作原理：当电烙铁通电时，电烙铁的温度上升，当达到预定的温度时，强磁体传感器达到了居里点而磁性消失，从而使磁芯触点断开，停止向电烙铁供电；当温度低于强磁体传感器的居里点时，强磁体便恢复磁性，并吸动磁芯开关中的永久磁铁，使控制开关的触点接通，继续向电烙铁供电，如此循环往复，达到控制温度的目的。恒温电烙铁外观如图1- 23所示。

图1- 23

电烙铁按照功能还可分为焊接用电烙铁和吸锡用电烙铁。外热式电烙铁、内热式电烙铁以及恒温电烙铁均属于焊接用电烙铁。

D.吸锡用电烙铁

吸锡用电烙铁是将活塞式吸锡器与电烙铁融为一体的工具。它具有使用方便、灵活、适用范围宽等特点。但是这种吸锡电烙铁的不足之处是每次只能对一个焊点进行拆焊。

②电烙铁的规格

电烙铁的规格是以消耗的电功率来表示的，通常有25 W，45 W，75 W，100 W和300 W 5种，一般内热式电烙铁的功率较小，外热式电烙铁功率较大。

（3）烙铁芯

烙铁芯是电烙铁的加热元件，也是电烙铁的主要部件。它是将电热丝平行地绕制在一根空心瓷管上，中间的云母片绝缘，并引出两根导线与220 V交流电源连接，如图1- 24所示。

图1- 24

（4）焊锡和助焊剂

在使用电烙铁进行焊接过程中，焊锡是必不可少的材料。目前，使用的焊锡中加入了助焊剂，该助焊剂是由松香和少量的活性剂组成。这种焊锡熔点较低，使用极为方便。

焊锡可分为有铅焊锡和无铅焊锡。其中，有铅焊锡由锡和铅组成；无铅焊锡由锡铜合金做成。其中，铅含量低于1 000 PPM^[4]，满足欧盟环保要求提出的ROHS^[5]标准。

在某些场合下，还会使用助焊剂，常用的助焊剂是松香或松香水。助焊剂可以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接，又可保护烙铁头。当焊接较大元件或导线时，也可采用焊锡膏，但它具有一定的腐蚀性，因此焊接后应及时清除残留物。

（5）电烙铁使用注意事项

①电烙铁最好使用三相插头，使外壳妥善接地。

②电烙铁在使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏，并检查烙铁头是否松动。

③新的电烙铁在使用前，应先用细砂纸将烙铁头打磨光亮，并通电烧热，用烙铁头接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层锡，以防止烙铁头表面氧化。

④电烙铁在使用过程中，不可用力敲击，并防止跌落。切不可随意甩动使用中的电烙铁，以免烫伤他人。

⑤电烙铁在不使用时应搁置在烙铁架上，切不可到处乱放。

⑥电烙铁的电源线不可搭在烙铁头上，以防烫坏绝缘层而发生触电事故。

⑦电烙铁使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头，待电烙铁冷却后，再将其妥善保存。

⑧旧的烙铁头如果严重氧化而发黑，可用钢锉或电工刀刮去表层氧化物，使其露出金属光泽后，再重新镀锡，方能使用。

（6）电烙铁焊接步骤

①清除焊接部位的氧化层

为保证焊接质量，应先清除焊接部位的氧化层，使用电工刀或细砂纸刮去金属引线或元件引脚表面的氧化层，使其露出金属光泽；印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光。

②导线镀锡

导线在焊接前，应先将其绝缘外皮剥去，然后再进行清除焊接部位氧化层和镀锡操作。若是多股金属丝的导线，清除焊接部位的氧化层后应先拧在一起，然后再镀锡。

将带锡的发热烙铁头压在引线上，并转动引线，使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。

③正式焊接

右手握持电烙铁，左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热，烙铁头要带上一定量的焊锡。

将烙铁头紧贴在焊点处，电烙铁与水平面大约成60°，以便熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在2～3 s。

抬开烙铁头，左手控制元件保持不动，待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。

7）吸锡器

（1）概述

吸锡器是用来拆卸电路板上的元器件时，将电路板焊盘以及元器件引脚上的焊锡吸除的电工工具，如图1- 25所示。

（2）吸锡器的分类

吸锡器主要可以分为手动吸锡器、电动吸锡器和电热吸锡器等几种。

①手动吸锡器

手动吸锡器是目前较常用的吸锡器，一般为活塞结构，主要由吸锡头、吸筒、吸锡按钮以及滑杆组成。根据吸筒壁的材料不同，手动吸锡器可分为塑料吸锡器和铝合金吸锡器两种，如图1- 26所示。手动吸锡器使用时需要配合电烙铁一起使用。由于吸锡头常常接触高温，因此通常由耐高温塑料制成。

图1- 25

图1- 26

②电热吸锡器

电热吸锡器不需要电烙铁辅助，可直接拆焊元器件，部分电热吸锡器还附带烙铁头，更换以后可直接作为烙铁焊接用，如图1- 27所示。

图1- 27

③电动吸锡器

电动吸锡器是集电动、电热吸锡功能于一体的新型除锡工具，一般由真空泵、加热器、吸锡头及容锡室组成，如图1- 28所示。

图1- 28

（3）手动吸锡器的正确使用方法

①先将吸锡器后部的滑杆（活塞杆）按下至卡住。

②使用电烙铁将元器件的焊点加热直至焊锡熔化，并将吸锡器的吸锡头对准熔化的焊点，如图1- 29所示，按下吸锡按钮。

③若一次操作未将焊锡全部清除，可重复多次操作。当多次操作仍未将焊锡清除，应在该引脚焊点上补上少许焊锡，然后按照以上方法吸锡，从而将残留的焊锡清除。

图1- 29

【注释】

[1]1 MΩ＝106Ω。

[2]一般耐压值为500 V。

[3]英寸的符号，1″＝25. 4 mm。

[4]parts per- million（百万分之一）。

[5]《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》。