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電阻電容基礎知識(圖解)

admin @ 2014-03-17 , reply:0

概述

電容電容器俗稱電容。它是在兩個金屬電機之間夾了一層電介質構成。所以它具有了存儲電荷的能力。所以在理論上,它對直流電流具有隔斷的作用,而交流電流則可以通過,隨著交流頻率越高,它通過電流的能力也越強。一些……

電容

電容器俗稱電容。它是在兩個金屬電機之間夾了一層電介質構成。所以它具有了存儲電荷的能力。所以在理論上,它對直流電流具有隔斷的作用,而交流電流則可以通過,隨著交流頻率越高,它通過電流的能力也越強。一些常用電容器外觀見圖1。
ͼ(1)
     電容在電子線路中也是廣泛應用的器件之一。我們多採用它來濾波、隔直、交流耦合、交流旁路等,也用它和電感元件一起組成振蕩電路。
電容的分類
     按照電介質的不同,電容有很多種。我們常見、常用的電容主要有:
名稱
優點
缺點 主要應用
瓷片電容
體積特別小,高頻損耗少,耐高溫,價格低廉
容量小
普遍應用
滌綸電容
體積小,容量大


 
電解電容
容量特別大
鋁電解電容漏電大,容量不準確。鉭電解電容性能好但價格高
耦合、濾波
雲母電容
性能穩定,耐高溫、高壓。高頻性能好
價格高

發光二極體
紙介電容
體積較小,容量較大、價格低
高頻性能較差

 

 
     我們在大多數的電子製作中,經常應用的是瓷片電容和電解電容。
     按照結構的不同,我們將容量固定的電容稱為固定電容,而可以調節的稱為可調或半可調電容。普通收音機選台的就是使用可變電容。
     我們在線路圖中常用“C”來代表電容,用圖2的符號來表示固定電容,用圖3的符號來表示半可變電容,圖4表示可變電容,圖5表示雙聯可變電容。
   電解電容一 般容量比較大,從1UF到10000UF都比較常見,它是有正負極之份的電容元件,在使用中正極節高電位端,負極接低電位端,不能夠反接。電解電容又分為 鋁電解、鉭電解、鈮電解,市面常見的是前兩種,其中鉭電解常被一些音響發燒友用於音響系統。電解電容我們常用圖6的符號表示。
圖6:電解電容的標示符號
電容的主要性能參數
 

 

 
1、 電容標稱容量。描述電容容量大小的參數,單位為“法(F)”。在實際應用中,以“法”出現的電容很少見到,我們常用的、常見的是其他拓展單位:“微法”(μF)和“皮法”(pf)。其單位換算公式:

1F=1,000,000μF (106μF)=1,000,000,000,000pF (1012pF)

2、 耐壓。也叫額定工作電壓。是指電容規疾的溫度範圍內,它能夠長期可靠工作承受的加在它兩極的最高電壓。又區分為直流工作電壓和交流工作電壓。這個指標當然是越高越好,在其他性能一樣的情況下,高耐壓的可以直接替代低耐壓的,反之則不能。

3、 漏電電阻。電容中的電介質不是絕對絕緣的,當通上直流電的時候,或多或少地會有電流的通過,我們稱之為漏電。當漏電情況教大時,電容發熱甚至會導致電容損壞。


 
電容的規格標註方法:
 

 
我們在實際應用過程中,常常需要對電容的容量和其它參數進行選擇。電容的容量標註方法同電阻一樣,也是採用直標法(數字直接表示)和色標法兩種。但直標法需要注意的是有一些這樣的差異:

1) 我們在瓷片電容上經常看到如圖7這樣103,224等這樣的標註。這種並不表示該電容容量為103PF或224PF。它的容量應為:前兩位讀數后加上第3位數字錶示的“0”數。例如:


 

 

103=10*1000=10000pF

224=22*10,000=220,000pF=0.22μF


 
2) 在電解電容上有正負極的區分,一般都有如圖8所示的標示。還有一種普遍的識別方法:對未剪腿的電解電容,腿長的一邊為正極。電解電容一般採用直標法,它的容量不需要換算。注意的是在容量下方一般還標註了耐壓值和工作溫度。見圖9。
 

 
ͼ8 ͼ9
 
電容的測量
 

 

      一般的萬用表並沒有專門測量電容容量的檔位。多數情況下我們用以下方式測量電容的某些特性:

1、將萬用表放置在目光正前方。

2、選擇最高的測量檔位,並調零。

3、將表筆分別搭在電容兩端的金屬管腳上,若是測量電解電容,則應該紅表筆接電容的正極,黑表筆接接在負極。測量過程中注意不要有身體裸露部分同時接到電容的兩極上。

4、觀測錶針運動情況,對大容量電容,錶針將大幅度向零刻度方向擺動后再往反方向運動,待錶針穩定后再讀取漏電電阻數據。對於瓷片電容,它的漏電電阻應接近無窮大。而對鋁電解電容,可參考以下數據:


 

 
電容耐壓
6V 6V
15V 30-40
25V 30-60
50V 60-100
150V 150-200
300V 250-350
450V 300-400

 

 
     當小於範圍值時表示該電容漏電較大,超過則屬於比較好。

2) 估計電解電容的極性。分別正反方向測量電解電容的漏電電阻,漏電電阻大的時候紅表筆連接的是正極。也可管腳測量對鋁外殼的電阻,為零的那一端時負極。

3) 估計電容的容量。對超過1μf以上的電容,可以用測量漏電電阻的方式估計電容容量的大小,觀看的數據是錶針向零刻度方向擺動的幅度,擺動幅度越大,說明電 容容量也越大(先要排除內部短路的可能)。也可對比已知容量的電容來獲得比較準確的數值。注意:當對電容容量作第2次檢測時,要先放電。對於1000μf 以下的電阻,可直接短路放電,超過的可將兩管腳插再潮濕的海綿上,過數分鐘后再短路放電。電容容量越大,放電時間也要求越長。


 
電容的串聯與並聯:
 

 
     電容的串聯(圖10)與並聯(圖11)使用,也會改變線路上電容容量。與電阻相反:
 

 

 
C1、C2 C1
 
電容串聯
 
C2
 

 
電容並聯
 
電容並聯使用時,線路上的實際容量等於各電容之和。即:C1=C1+C2

電容串聯使用時,線路上的實際容量計算公式為:C=1/(1/C1+1/C2)

電 阻
 
一、電阻與歐姆定律:
 
     電阻器我們習慣稱之為電阻。它是電子設備中最常應用的電子元件。
I(電流)=V(電壓)/R(電阻)
     這個公式表明:線路上通過電阻的電流與電阻的阻值成反比,而與加在兩端的電壓成正比。
     在電子線路中,我們常用英文字母R或如圖1的符號來表示電阻:
R
二、電阻的串聯與並聯:
     1、 電阻的串聯(圖2):

 
R1
 
R2
 
根據摩爾定律,在同一條線路上的電流是固定的,而A、B兩端上的電壓等於R1、R2兩端電壓之和,根據歐姆定律,A、B兩端的總電阻(R):
     R*I=R1*I+R2*I
所以: R="R1"+R2
結論1:線路上串聯的電阻總阻值等於各串聯電阻阻值之和。
結論2:線路上串聯電阻的總阻值肯定比線路中任何電阻的阻值大。
2、 電阻的並聯(圖3):
     根據摩爾定律,在本線路中A、B兩端的電壓與R1、R2兩端的電壓一樣,而總電流為分別通過R1、R2電阻的電流之和。所以根據歐姆定律:
     R*I=R1*I1=R2*I2
     並且: I="I1"+I2
可推出: 1/R=1/R1+1/R2
結論1:A、B兩端總電阻(R): R="R1"*R2/(R1+R2)
結論2:並聯線路上的電阻總值比線路中任何分路的阻值均小。
根據以上特性,我們經常在電子電路中使用電阻來進行分壓、分流、濾波、阻貳匹配等工作。
三、電阻的種類
在電子設備的實際應用中,我們按照電阻製作的材料進行不同的分類。常見的種類與性能特點如下表1:

 
種類 優點 缺點 外觀
碳膜電阻 較好的穩定性和適應性,並且價格便宜
 
漆皮為綠、藍灰、米黃色
金屬膜電阻 各方面性能比屬膜電阻更好,常用於精密設備 價格高 漆皮為深紅色
線繞電阻 阻值精確,承受功率大 但不適合高頻工作 漆皮為黑色

 
外觀參見圖4。
 
ͼ4
     也可按照電阻的阻值特性分類。不能調節的,我們稱之為固定電阻。而可以調節的,我們稱之為可調電阻。而常見的例如收音機音量調節的,主要應用於電壓分配的,我們稱之為電位器(圖5),將另文介紹。
 

ͼ5
除了以上介紹的外,我們也還會用到一些特殊的電阻元件。這些電阻元件的特點是它的阻值會根據一些外界因素的變化而變化。例如:受光影響的我們稱為光敏電阻、受外界壓力影響的是壓敏電阻,還有熱敏、氣敏、電敏等等。下面是一些相關電阻的圖片(圖6):

ͼ6

四、電阻的參數:

    也可按照電阻的阻值特性分類。不能調節的,我們稱之為固定電阻。而可以調節的,我們稱之為可調電阻。而常見的例如收音機音量調節的,主要應用於電壓分配的,我們稱之為電位器(圖5),將另文介紹。

ͼ5

除了以上介紹的外,我們也還會用到一些特殊的電阻元件。這些電阻元件的特點是它的阻值會根據一些外界因素的變化而變化。例如:受光影響的我們稱為光敏電阻、受外界壓力影響的是壓敏電阻,還有熱敏、氣敏、電敏等等。下面是一些相關電阻的圖片(圖6):

ͼ6

四、電阻的參數
 
對於固定電阻,主要的參數指標有兩個:阻值、功率。
1MΩ=1,000KΩ=1,000,000Ω
在我們的實際應用中,常常見到電阻阻值的兩種標註方式:一種是數字與單位直接標註的方式(如圖7),另一種是利用色環來標註其阻值的方式(如圖8),我們稱之為色標法,它也分兩種:分別為4環電阻與5環電阻,數值的讀取方法、顏色與數值的對應關係(見圖8):

如圖7


 


 

見圖8

功率:標準叫法是額定功率,是指電阻在一定條件下(壓力、溫度等) 長期連續工作能夠允許承受的最大功率。所以我們在一些電路中必須注意電阻功率的選擇,否則由於電阻承受能力問題導致電阻損壞,甚至可能導致設備其它元器件 的損壞。在實際應用中可以用功率大的同阻值電阻替代小功率電阻,但反之則需要慎重考慮。
    其它參數:
溫度係數:描述電阻溫度對其阻值產生的影響。
誤差等級:描述生產出來的電阻與標稱電阻的差別。

電阻的測量:
用模擬萬用表測試電阻的阻值,一般布置如下:
     1) 將表放置在目光的正前方,便於觀測。
     2) 將表檔位調整到Ω的位置,將兩表筆碰一下,同時注意觀測錶針是否運動。若不運動,則需要檢測檔位是否在"Ω"上或表筆連接是否正確。
     3) 選擇"Ω"的檔位。一般的萬用表有"R×1"、"R×10"、"R×100"、"R×1K"、"R×10K"等檔位。我們在選擇時,應選擇使指針落在3-30的範圍內。當小於3時,下調1檔,當大於30時,上調一檔。
     4) 調零。我們在開始使用和檔位轉換時,都需要通過調整萬用表上的"調零"旋鈕將錶針調整到"0"刻度的地方。這樣才能保證萬用表測量數據的準確。
     5) 對於固定電阻的測量,是將表筆分別搭在電阻的兩頭充分接觸。從正前方讀取數據。將得到數據乘上檔位的數字,就得到了該電阻的阻值。
     6) 對於可調電阻,先按照上述方式測量固定端的阻值,這樣就獲得了該電阻的最大阻值。然後將一隻表筆移至移動電阻的移動端,在觀測的同時旋轉或移動調節旋鈕,注意觀測錶針是否連續變化的,否則則有可能是該電阻接觸不良。

用數字錶測量電阻:
     基本流程與模擬表一樣,只是不需要調零。另外它的檢測檔位與模擬表不同,要求你要更準確地落入量程範圍內。 無論是使用那種萬用表,我們都需要注意:
     1) 測量時,不能有身體同時接觸電阻兩端的情況發生。這樣會導致測量不準確,而且是電阻越大,影響也越大。想想為什麼?
     2) 對在線路板上的電阻,首先要先焊開一端,並且不要帶電測量

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