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电容电阻基础知识


电容 电容器俗称电容。它是在两个金属电机之间夹了一层电介质构成。所以它具有了存储电荷的能力。所以在理论上,它对直流电流具有隔断的作用,而 交流电流则可以通过,随着交流频率越高,它通过电流的能力也越强。一些常用电容器外观见图 1。

图(1) 电容在电子线路中也是广泛应用的器件之一。我们多采用它来滤波、隔直、交流耦合、交流旁路等,也用它和电感元件一起组成振荡电路

。 电容的分类: 电容的分类: 按照电介质的不同,电容有很多种。我们常见、常用的电容主要有: 名称 瓷片电 容 涤纶电 容 优点 体积特别小, 高频损 耗少,耐高温,价格 容量小 低廉 体积小,容量大 铝电解电容漏电大, 容量 耦合、滤波 普遍应用 缺点 主要应用

电解电 容量特别大



不准确。 钽电解电容性能 好但价格高

云母电 性能稳定,耐高温、价格高 容 高压。高频性能好 高频性能较差 纸介电 体积较小,容量较 容 大、价格低

发光二极管

我们在大多数的电子制作中,经常应用的是瓷片电容和电解电容。 按照结构的不同,我们将容量固定的电容称为固定电容,而可以调节的称为可调或半可调电容。普通收音机选台的就是使用可变电容。 我们在线路图中常用“C”来代表电容,用图 2 的符号来表示固定电容,用图 3 的符号来表示半可变电容,图 4 表示可变电容,图 5 表示双联可 变电容。

电解电容一 般容量比较大,从 1UF 到 10000UF 都比较常见,它是有正负极之份的电容元件,在使用中正极节高电位端,负极接低电位端,不能 够反接。电解电容又分为 铝电解、钽电解、铌电解,市面常见的是前两种,其中钽电解常被一些音响发烧友用于音响系统。电解电容我们常用图 6 的符号表示。

图 6:电解电容的标示符号 电容的主要性能参数: 电容的主要性能参数: 1、 电容标称容量。描述电容容量大小的参数,单位为“法(F)”。在实际应用中,以“法”出现的电容很少见到,我们常用的、常见的是其他拓 展单位:“微法”(μF)和“皮法”(pf)。其单位换算公式: 1F=1,000,000μF (106μF)=1,000,000,000,000pF (1012pF) 2、 耐压。也叫额定工作电压。是指电容规定的温度范围内,它能够长期可靠工作承受的加在它两极的最高电压。又区分为直流工作电压和交流工作 电压。这个指标当然是越高越好,在其他性能一样的情况下,高耐压的可以直接替代低耐压的,反之则不能。 3、 漏电电阻。电容中的电介质不是绝对绝缘的,当通上直流电的时候,或多或少地会有电流的通过,我们称之为漏电。当漏电情况教大时,电容发 热甚至会导致电容损坏。 电容的规格标注方法: 电容的规格标注方法: 我们在实际应用过程中,常常需要对电容的容量和其它参数进行选择。电容的容量标注方法同电阻一样,也是采用直标法(数字直接表示)和色标法 两种。但直标法需要注意的是有一些这样的差异: 1) 我们在瓷片电容上经常看到如图 7 这样 103,224 等这样的标注。这种并不表示该电容容量为 103PF 或 224PF。它的容量应为:前两位读数后加 上第 3 位数字表示的“0”数。例如:

103=10*1000=10000pF 224=22*10,000=220,000pF=0.22μF

2) 在电解电容上有正负极的区分,一般都有如图 8 所示的标示。还有一种普遍的识别方法:对未剪腿的电解电容,腿长的一边为正极。电解电容一 般采用直标法,它的容量不需要换算。注意的是在容量下方一般还标注了耐压值和工作温度。见图 9。

图8 电容的测量: 电容的测量:

图9

一般的万用表并没有专门测量电容容量的档位。多数情况下我们用以下方式测量电容的某些特性: 1) 测量其漏电电阻。漏电电阻小也就是漏电大的电容是不宜用于线路中,因为它不仅对线路的性能不利,而且由于发热等原因,甚至会发生爆裂, 有可能会影响到线路 中其它元件的寿命。所以,我们可以用万用表的高阻档测量(1KΩ 或 10KΩ)进行测量,测量方法与测量电阻方式一样: 1、将万用表放置在目光正前方。 2、选择最高的测量档位,并调零。 3、将表笔分别搭在电容两端的金属管脚上,若是测量电解电容,则应该红表笔接电容的正极,黑表笔接接在负极。测量过程中注意不要有身体裸露

部分同时接到电容的两极上。 4、观测表针运动情况,对大容量电容,表针将大幅度向零刻度方向摆动后再往反方向运动,待表针稳定后再读取漏电电阻数据。对于瓷片电容,它 的漏电电阻应接近无穷大。而对铝电解电容,可参考以下数据:

电容耐压 6V 15V 25V 50V 150V 300V 450V 当小于范围值时表示该电容漏电较大,超过则属于比较好。

漏电电阻范围(KΩ) 6V 30-40 30-60 60-100 150-200 250-350 300-400

2) 估计电解电容的极性。分别正反方向测量电解电容的漏电电阻,漏电电阻大的时候红表笔连接的是正极。也可管脚测量对铝外壳的电阻,为零的 那一端时负极。 3) 估计电容的容量。对超过 1μf 以上的电容,可以用测量漏电电阻的方式估计电容容量的大小,观看的数据是表针向零刻度方向摆动的幅度,摆 动幅度越大,说明电 容容量也越大(先要排除内部短路的可能)。也可对比已知容量的电容来获得比较准确的数值。注意:当对电容容量作第 2 次

检测时,要先放电。对于 1000μf 以下的电阻,可直接短路放电,超过的可将两管脚插再潮湿的海绵上,过数分钟后再短路放电。电容容量越大, 放电时间也要求越长。

电容的串联与并联: 电容的串联与并联: 电容的串联(图 10)与并联(图 11)使用,也会改变线路上电容容量。与电阻相反:

C1、C2 电容串联

C1 C2 电容并联 电容并联使用时,线路上的实际容量等于各电容之和。即:C1=C1+C2 电容串联使用时,线路上的实际容量计算公式为:C=1/(1/C1+1/C2) 电 阻

一、电阻与欧姆定律: 电阻与欧姆定律: 电阻器我们习惯称之为电阻。它是电子设备中最常应用的电子元件。 电阻对直流电及交流电都呈现相同的阻力。这种阻力通过的运动形态通过欧姆定律的数学公式描述: I(电流)=V(电压)/R(电阻) 这个公式表明:线路上通过电阻的电流与电阻的阻值成反比,而与加在两端的电压成正比。

在电子线路中,我们常用英文字母 R 或如图 1 的符号来表示电阻:

R 二、电阻的串联与并联: 电阻的串联与并联: 1、 电阻的串联(图 2):

R1

R2

根据摩尔定律,在同一条线路上的电流是固定的,而 A、B 两端上的电压等于 R1、R2 两端电压之和,根据欧姆定律,A、B 两端的总电阻(R): R*I=R1*I+R2*I 所以: R="R1"+R2 结论 1:线路上串联的电阻总阻值等于各串联电阻阻值之和。 结论 2:线路上串联电阻的总阻值肯定比线路中任何电阻的阻值大。 2、 电阻的并联(图 3):

根据摩尔定律,在本线路中 A、B 两端的电压与 R1、R2 两端的电压一样,而总电流为分别通过 R1、R2 电阻的电流之和。所以根据欧姆定 律: R*I=R1*I1=R2*I2 并且: I="I1"+I2 可推出: 1/R=1/R1+1/R2 结论 1:A、B 两端总电阻(R): R="R1"*R2/(R1+R2)

结论 2:并联线路上的电阻总值比线路中任何分路的阻值均小。 根据以上特性,我们经常在电子电路中使用电阻来进行分压、分流、滤波、阻抗匹配等工作。 三、电阻的种类: 电阻的种类: 在电子设备的实际应用中,我们按照电阻制作的材料进行不同的分类。常见的种类与性能特点如下表 1: 种类 碳膜电阻 优点 较好的稳定性和适应性,并且价 格便宜 各方面性能比属膜电阻更好,常 用于精密设备 阻值精确,承受功率大 价格高 但不适合高频工作 缺点 外观 漆皮为绿、蓝灰、米 黄色 漆皮为深红色 漆皮为黑色

金属膜电阻 线绕电阻 外观参见图 4。

图4 也可按照电阻的阻值特性分类。不能调节的,我们称之为固定电阻。而可以调节的,我们称之为可调电阻。而常见的例如收音机音量 调节的,主要应用于电压分配的,我们称之为电位器(图 5),将另文介绍。

图5 除了以上介绍的外,我们也还会用到一些特殊的电阻元件。这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。例如:受光 影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻,还有热敏、气敏、电敏等等。下面是一些相关电阻的图片(图 6):

图6 四、电阻的参数: 电阻的参数:

也可按照电阻的阻值特性分类。不能调节的,我们称之为固定电阻。而可以调节的,我们称之为可调电阻。而常见的例如收音机音量调节的,主要应用于电压分配的,我们称 之为电位器(图 5),将另文介绍。

图5 除了以上介绍的外,我们也还会用到一些特殊的电阻元件。这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。例如:受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力 影响的是压敏电阻,还有热敏、气敏、电敏等等。下面是一些相关电阻的图片(图 6):

图6

四、电阻的参数: 电阻的参数: 对于固定电阻,主要的参数指标有两个:阻值、功率。 阻值:描述电阻对电流的阻碍能力的数学表达,单位为:欧姆。我们也常用希腊字母 Ω 表示。我们也常见到 KΩ(千欧)、MΩ(兆欧)的标识,其换算公式如下: 1MΩ=1,000KΩ=1,000,000Ω 在我们的实际应用中,常常见到电阻阻值的两种标注方式:一种是数字与单位直接标注的方式(如图 7),另一种是利用色环来标注其阻值的方式(如图 8),我们称之为色标法, 它也分两种:分别为 4 环电阻与 5 环电阻,数值的读取方法、颜色与数值的对应关系(见图 8):

如图 7

见图 8 功率:标准叫法是额定功率,是指电阻在一定条件下(压力、温度等) 长期连续工作能够允许承受的最大功率。所以我们在一些电路中必须注意电阻功率的选择,否则由于电阻 承受能力问题导致电阻损坏,甚至可能导致设备其它元器件 的损坏。在实际应用中可以用功率大的同阻值电阻替代小功率电阻,但反之则需要慎重考虑。

其它参数: 温度系数:描述电阻温度对其阻值产生的影响。 误差等级:描述生产出来的电阻与标称电阻的差别。 电阻的测量: 用模拟万用表测试电阻的阻值,一般布置如下: 1) 将表放置在目光的正前方,便于观测。 2) 将表档位调整到 Ω 的位置,将两表笔碰一下,同时注意观测表针是否运动。若不运动,则需要检测档位是否在"Ω"上或表笔连接是否正确。 3) 选择"Ω"的档位。一般的万用表有"R×1"、"R×10"、"R×100"、"R×1K"、"R×10K"等档位。我们在选择时,应选择使指针落在 3-30 的范围内。当小于 3 时,下调 1 档,当大于 30 时,上调一档。 4) 调零。我们在开始使用和档位转换时,都需要通过调整万用表上的"调零"旋钮将表针调整到"0"刻度的地方。这样才能保证万用表测量数据的准确。 5) 对于固定电阻的测量,是将表笔分别搭在电阻的两头充分接触。从正前方读取数据。将得到数据乘上档位的数字,就得到了该电阻的阻值。 6) 对于可调电阻,先按照上述方式测量固定端的阻值,这样就获得了该电阻的最大阻值。然后将一只表笔移至移动电阻的移动端,在观测的同时旋转或移动调节旋钮,注 意观测表针是否连续变化的,否则则有可能是该电阻接触不良。 用数字表测量电阻: 基本流程与模拟表一样,只是不需要调零。另外它的检测档位与模拟表不同,要求你要更准确地落入量程范围内。 无论是使用那种万用表,我们都需要注意: 1) 测量时,不能有身体同时接触电阻两端的情况发生。这样会导致测量不准确,而且是电阻越大,影响也越大。想想为什么? 2) 对在线路板上的电阻,首先要先焊开一端,并且不要带电测量。


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