EMC电容与电感.docVIP

EMC技术资料 EMC技术资料文档目 录一、电容61.电容的概念62.电容在电路中的作用71)旁路72)去耦73)滤波84)储能83.电容器的基本功能81)充电82)放电84.电容器主要特性参数91)耐压92)容量93)额定电压104)绝缘电阻105)损耗角正切106)温度特性107)频率特性108)使用寿命119)温度系数1110)常用公式115.电容器的型号命名与标示111)电容器的型号命名方法112)电容器容量标示123)电容器如何命名136.电容器的分类147.常用电容器151)铝电解电容器152)钽电解电容器153)薄膜电容器164)瓷介电容器165)独石电容器(多层陶瓷电容器)166)纸介电容器177)微调电容器(半可变电容器)178)陶瓷电容器179)云母电容器1810)玻璃釉电容器1811)固定电容器188.处理故障电容器时应注意哪些安全?199.电容器运行时常易发生哪些异常情况?1910.电容器的检测方法与更换2011.关于电容器在高中物理题中的应用21二、电感221.电感的概念222.自感与互感221)自感222)互感223.电感的最小值与最大值224.电感器的作用与电路图形符号231)电感器的电路图形符号232)电感器的作用235.变压器的作用及电路图形符号241)变压器的电路图形符号242)变压器的作用246.电感器的结构与特点247.小型固定电感器268.可调电感器269.偏转线圈2710.阻流电感器2911.变压器的结构与特点2912.变压器的种类301)电源变压器302)低频变压器303)高频变压器314)中频变压器325)脉冲变压器326)自耦变压器337)隔离变压器348)振荡变压器349)恒压变压器3413.电感器的种类351)按结构分类352)按工作频率分类363)按用途分类3614.电感器的主要参数361)电感量362)允许偏差373)品质因数374)分布电容375)额定电流3815.变压器的主要参数381)电压比n382)额定功率P383)频率特性384)效率3816.电感的相关阅读391)引言392)共模噪声和共模电感393)共模电感器件性能与材料性能的关系404)纳米晶合金的优势40一、 电容1. 电容的概念中文名称：电容器英文名称：capacitor，condenser定 义：由两片接近并相互绝缘的导体制成的电极组成的储存电荷和电能的器件。在直流电路中，电容器是相当于断路的。 电容器是一种能够储藏电荷的元件，也是最常用的电子元件之一。这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质（包括空气）构成的。通电后，极板带电，形成电压（电势差），但是由于中间的绝缘物质，所以整个电容器是不导电的。不过，这样的情况是在没有超过电容器的临界电压（击穿电压）的前提条件下的。我们知道，任何物质都是相对绝缘的，当物质两端的电压加大到一定程度后，物质是都可以导电的，我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外，电容被击穿后，就不是绝缘体了。不过在中学阶段，这样的电压在电路中是见不到的，所以都是在击穿电压以下工作的，可以被当做绝缘体看。陶制电容器但是，在交流电路中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板间形成变化的电场，而这个电场也是随时间变化的函数。实际上，电流是通过场的形式在电容器间通过的。在中学阶段，有句话，就叫通交流，阻直流，说的就是电容的这个性质。2. 电容在电路中的作用1) 旁路可将混有高频电流和低频电流的交流信号中的高频成分旁路滤掉的电容，称做“旁路电容”。 旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。 就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。2) 去耦去耦，又称解耦。 从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。去耦电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1F、0.01F 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10F 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。3) 滤波从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1F 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过。具体用在滤波中,大电容（1000F）滤低频，小电容（20pF）滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。4) 储能储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。 电压额定值为40450VDC、电容值在220150 000F 之间的铝电解电容器（如EPCOS 公司的 B43504 或B43505）是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式， 对于功率级超过10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。3. 电容器的基本功能1) 充电使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源（如电池组）的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。2) 放电使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。电容器4. 电容器主要特性参数1) 耐压 每一种电容都有它的耐压值，这是电容的重压参数之一。普通无极性电容电压标称值有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极性电容比无极性电容耐压值要低，标称值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。有一种表示方法用采用1各数字和一个字母组成，数字表示10的次方，字母表示数值，单位为V：A B C D E F G H J K Z1.0 1.25 1.6 2.0 2.5 3.15 4.0 5.0 6.3 8.0 9.0如：1J=6.3X10V=63V2) 容量标称电容量是标志在电容器上的电容量。电容器的基本单位是法拉，简称法(F)，但是，这个单位太大，在实地标注中很少采用。 其它单位关系如下： 1F=1000mF 1mF=1000F 1F=1000nF 1nF=1000pF 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。精度等级与允许误差对应关系：00（01）-1%、0（02）-2%、-5%、-10%、-20%、 -（+20%-10%）、-（+50%-20%）、-（+50%-30%），一般电容器常用、级，电解电容器用、级，根据用途选取。3) 额定电压在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。4) 绝缘电阻直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻. 像陶瓷电容器、薄膜电容器的话，绝缘电阻是越大越好的，而铝电解电容之类的绝缘电阻是越小越好。电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。5) 损耗角正切在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为耗损角正切。在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻。对于电子设备来说，要求RS越小越好。也就是说要求损耗功率越小，其与电容的功率夹角越小。电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。6) 温度特性通常以20摄氏度基准温度的电容量与有关温度的电容量百分比表示。7) 频率特性随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。1) 电容器8) 使用寿命电容器的使用寿命随着温度的增加而减少。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间而退化。9) 温度系数在一定温度范围内，温度每变化1，电容量的相对变化值。温度系数越小越好。10) 常用公式平行板电容器公式中C=S/4kd。5. 电容器的型号命名与标示1) 电容器的型号命名方法国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器），依次分别代表名称、材料、分类和序号。第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。第二部分：材料，用字母表示。第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。第四部分：序号，用数字表示。空调配件电容器用字母表示产品的材料： 46 / 46A-钽电解B-聚苯乙烯等非极性薄膜C-高频陶瓷D-铝电解E-其它材料电解G-合金电解H-复合介质I-玻璃釉J-金属化纸L-涤纶等极性有机薄膜N-铌电解O-玻璃膜Q-漆膜T-低频陶瓷V-云母纸Y-云母Z-纸介2) 电容器容量标示A. 直标法用数字和单位符号直接标出。如1uF表示1微法，有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56微法。B. 文字符号法用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示2.2uF.C. 色标法用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。电容器偏差标志符号：+100%-0-H、+100%-10%-R、+50%-10%-T、+30%-10%-Q、+50%-20%-S、+80%-20%-ZD. 数学计数法：如上图瓷介电容，标值272，容量就是：27X100pf=2700pf.如果标值473，即为47X1000pf=后面的2、3，都表示10的多少次方）。又如：332=33X100pf=3300pf。3) 电容器如何命名各国电容器的型号命名都很不统一，国产电容器的型号一般有四部分组成（不适用于压敏电容器、可变电容器和真空电容器）依次分别代表名称、材料、分类和序号。第一部分为名称，用字母C表示第二部分为材料，用字母表示第三部分为分类，用数字表示，也有个别用字母表示的第四部分为序号，用数字表示，以区别电容器的外形尺寸及性能指标。字母及含义数字或字母含义瓷介电容云母电容有机电容电解电容A钽电解1圆形非密封非密封箔式B聚苯乙烯等非极性薄膜2管形非密封非密封箔式3叠片密封密封烧结粉固体C高频陶瓷4独石密封密封烧结粉固体D铝电解5穿心穿心E其他材料电解6支柱等G合金电解H复合介质7无极性I玻璃釉8高压高压高压J金属化纸介9特殊特殊L涤纶等极性有机薄膜G高功率T叠片式N铌电解W微调O玻璃膜Q漆膜J金属化纸介T低频陶瓷6. 电容器的分类1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。2、按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。电热电容器3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。4、按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容，还有先进的聚丙烯电容等等5、高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。6、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。7、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。8、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。 9、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。10、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。7. 常用电容器1) 铝电解电容器用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成，薄的化氧化膜作介质的电容器，因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性。容量大，能耐受大的脉动电流。容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率。低频旁路、信号耦合、电源滤波。2) 钽电解电容器用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰。温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容脉冲电容器量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积。对脉动电流的耐受能力差，若损坏易呈短路状态。超小型高可靠机件中。3) 薄膜电容器结构与纸质电容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质。频率特性好，介电损耗小。不能做成大的容量，耐热能力差。滤波器、积分、振荡、定时电路。4) 瓷介电容器穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小，频率特性好，介电损耗小，有温度补偿作用。不能做成大的容量，受振动会引起容量变化。特别适于高频旁路。5) 独石电容器(多层陶瓷电容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料，叠合后一次绕结成一块不可分割的整体，外面再用树脂包封而成小体积、大容量、高可靠和耐高温的新型电容器，高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能，体积极小，Q值高，容量误差较大，噪声旁路、滤波器、积分、振荡电路。6) 纸介电容器一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.0080.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量，一般在低频电路内，金属化聚丙烯电容器通常不能在高于34MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路7) 微调电容器(半可变电容器)电容量可在某一小范围内调整，并可在调整后固定于某个电容值。瓷介微调电容器的Q值高，体积也小，通常可分为圆管式及圆片式两种。云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式东，结构简单，但稳定性较差。线绕瓷介微调电容器是拆铜丝外电极来变动电容量的，故容量只能变小，不适合在需反复调试的场合使用8) 陶瓷电容器用高介电常数的电容器陶瓷钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合包括高频在内。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。高频瓷介电容器适用于高频电路9) 云母电容器就结构而言，可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成，由于消除了空气间隙，温度系数大为下降，电容稳定性也比箔片式高。频率特性好，Q值高，温度系数小，不能做成大的容量，广泛应用在高频电器中，并可用作标准电容器。10) 玻璃釉电容器由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成，介质再以银层电极经烧结而成独石结构性能可与云母电容器媲美，能耐受各种气候环境，一般可在200或更高温度下工作，额定工作电压可达500V，损耗tg0.00050.008cbb60气泵电容器电容器:电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等的电子元件称为电容器。电容器包括固定电容器和可变电容器两大类，其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。电容器的损耗与漏电和使用环境的温度有极大的关系！11) 固定电容器固定电容器的检测方法A.检测10pF以下的小电容因10pF以下的固定电容器容量太小,用万用表进行测量,只能定性的检查其是否有漏电,内部短路或击穿现象。测量时,可选用万用表R10k挡,用两表笔分别任意接电容的两个引脚,阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零,则说明电容漏电损坏或内部击穿。B.检测10PF001F固定电容器是否有充电现象,进而判断其好坏。万用表选用R1k挡。两只三极管的值均为100以上,且穿透电流要小。可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用,把被测电容的充放电过程予以放大,使万用表指针摆幅度加大,从而便于观察。应注意的是：在测试操作时,特别是在测较小容量的电容时,要反复调换被测电容引脚接触A、B两点,才能明显地看到万用表指针的摆动。C对于001F以上的固定电容,可用万用表的R10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电,并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。8. 处理故障电容器时应注意哪些安全?由于电容器的两极具有剩留残余电荷的特点，所以，首先应设法将其电荷放尽，否则容易发生触电事故。处理故障电容器时，首先应拉开电容器组的断路器及其上下隔离开关，如采用熔断器保护，则应先取下熔丝管。此时，电容器组虽已经过放电电阻自行放电，但仍会有部分残余电荷，因此，必须进行人工放电。放电时，要先将接地线的接地端与接地网固定好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无火花和放电声为止，最后将接地线固定好。同时，还应注意，电容器如果有内部断线、熔丝熔断或引线接触不良时，其两极间还可能会有残余电荷，而在自动放电或人工放电时，这些残余电荷是不会被放掉的。故运行或检修人员在接触故障电容器前，还应戴好绝缘手套，并用短路线短接故障电容器的两极以使其放电。另外，对采用串联接线方式的电容器还应单独进行放电。9. 电容器运行时常易发生哪些异常情况?补偿电容器运行时常易发生外壳鼓肚、套管或油箱漏油。其主要原因是电容器的温度太高所致。而温升过高由下列因素造成。 1、环境温度太高，通风不良。2、电源电压超过额定值，引起过载发热。10. 电容器的检测方法与更换电容常见的标记方式是直接标记，其常用的单位有pF，F两种，很容易认出。但一些小容量的电容采用的是数字标示法，一般有三位数，第一、二位数为有效的数字，第三位数为倍数，即表示后面要跟多少个0。例如：343表示34000pF，另外，如果第三位数为9，表示 101，而不是10的9次方，例如：479表示4.7pF。更换电容时主要应注意电容的耐压值一般要求不低于原电容的耐压要求。在要求较严格的电路中，其容量一般不超过原容量的20%即可。在要求不太严格的电路中，如旁路电路，一般要求不小于原电容的1/2且不大于原电容的2倍6倍即可。1固定电容器的检测A检测10pF以下的小电容?因10pF以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R10k挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值(指针向右摆动)为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。B检测10PF0.01F固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R1k挡。两只三极管的值均为100以上，且穿透电流要些?可选用3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。C?对于0.01F以上的固定电容，可用万用表的R10k挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。2电解电容器的检测A因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，147F间的电容，可用R1k挡测量，大于47F的电容可用R100挡测量。B将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度(对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百k以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。C对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。D使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。3可变电容器的检测A用手轻轻旋动转轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时，转轴不应有松动的现象。B用一只手旋动转轴，另一只手轻摸动片组的外缘，不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器，是不能再继续使用的。C将万用表置于R10k挡，一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端，另一只手将转轴缓缓旋动几个来回，万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中，如果指针有时指向零，说明动片和定片之间存在短路点；如果碰到某一角度，万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值，说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象.11. 关于电容器在高中物理题中的应用充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两极板间电势差（电压）不变充电后，断开电容器与电源两极板Q（电荷数）不变电容器电容的串联和并联1、电容器的串联特点：两端电压等于各电容器电压之和；各电容器所带电量相等，意思就是对于串联的电容器，欲求其中某电容所带电量，只要求出等效电容并且知道两端电压 根据 Q=C（等效电容）U（两端电压） 所求的等效电容电流就是某一个电容所带电量2、电容器的并联 特点：电容器所带电量为各电容器电量之和；各电容器电压相等；二、 电感1. 电感的概念中文名称：电感英文名称：inductance of an ideal inductor定义： 电压除以电流对时间的导数之商。电感器（电感线圈）和变压器均是用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一，相关产品如共模滤波器等。2. 自感与互感1) 自感当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。2) 互感两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度，利用此原理制成的元件叫做互感器。3. 电感的最小值与最大值电感L的最小值由所需维持的最小负载电流的要求来决定。流过电感L的电流分为连续和不连续两种工作情况。不管是哪种情况，只要是输入、输出电压保持不变，则电流波形的斜率也不会因为负载电流的减小而改变。 如果负载电流I。逐渐减小，在电感L中的波动电流最小值刚好为零时，定义为临界电流Ioc，则Ioc应等于电流峰一峰值的半，即 Ioc=1/2iL 当IoIoc时，iL将进人不连续状态IoIoc时iL为连续状态。 单端正激式转换器的闭环控制电路如图所示。图中Cc为去磁复位绕组的分布电容。连续状态的传递函数有两个极点；不连续状态的传递函数只有一个极点，如果想在状态转换过程中都能稳定地工作，就必须要进行小心细致的设计。 单端正激式转换器的闭环控制电路 L值的另一个限制因素将出现在应用于多组输出电压的情况。因为控制环只与个相关的输出端闭环，当此输出端电流低于临界值时，占空比将减少以保持此输出端的电压不变。对于其他的辅助输出端，假定其所带的是恒定负载，在上述占空比下降的情况下，其电压也下降。很明显这不是所希望的，因此在多组输出电压时，为了保持辅助输出电压不变，电感L的值应大于所需的最小值。也就是说，如果辅助电压要保持在一定的波动范围内时，则主输出的电感必须一直超过临界值，即一直在连续状态。 电感的最大值一般受效率、体积和造价的限制，带直流电流运行的大电感的造价是昂贵的。从J眭能上来看，电感L过大将使调节系统的反应速度减慢。因为过大的L在负载出现较大的瞬态变化时限制了输出电流的最大变化率。4. 电感器的作用与电路图形符号1) 电感器的电路图形符号 电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在电路中用字母L表示，左图是其电路图形符号，右图是实物图。 2) 电感器的作用 电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。 电感器的图形符号5. 变压器的作用及电路图形符号1) 变压器的电路图形符号变压器是利用电感器的电磁感应原理制成的部件。在电路中用字母T（旧标准为B）表示，其电路图形符号如下图所示。 变压器的电路图形符号2) 变压器的作用 变压器是利用其一次（初级）、二次（次级）绕组之间圈数（匝数）比的不同来改变电压比或电流比，实现电能或信号的传输与分配。其主要有降低交流电压、提升交流电压、信号耦合、变换阻抗、隔离等作用。6. 电感器的结构与特点电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁芯等组成。 A、 骨架 骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器（如振荡线圈、阻流圈等），大多数是将漆包线（或纱包线）环绕在骨架上，再将磁芯或铜芯等装入骨架的内腔，以提高其电感量。 骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。 小型电感器（例如色码电感器）一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁芯上。 空心电感器（也称脱胎线圈或空心线圈，多用于高频电路中）不用磁芯、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上绕好后再脱去模具，并将线圈各圈之间拉开一定距离。 B、 绕组 绕组是指具有规定功能的一组线圈，它是电感器的基本组成部分。 绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕（绕制时导线一圈挨一圈）和间绕（绕制时每圈导线之间均隔一定的距离）两种形式；多层绕组有分层平绕、乱绕、蜂房式绕法等多种。 C、 磁芯与磁棒 磁芯与磁棒一般采用镍锌铁氧体（NX系列）或锰锌铁氧体（MX系列）等材料，它有工字形、柱形、帽形、E形、罐形等多种形状，如右图所示。 变压器芯的形状D、 铁芯 铁芯材料主要有硅钢片、坡莫合金等，其外形多为E型。 E、 屏蔽罩 为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作，就为其增加了金属屏幕罩（例如半导体收音机的振荡线圈等）。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。 F、 封装材料 有些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕制好后，用封装材料将线圈和磁芯等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。7. 小型固定电感器小型固定电感器通常是用漆包线在磁芯上直接绕制而成，主要用在滤波、振荡、陷波、延迟等电路中，它有密封式和非密封式两种封装形式，两种形式又都有立式和卧式两种外形结构。 A、 立式密封固定电感器 立式密封固定电感器采用同向型引脚，国产电感量范围为0.12200H（直标在外壳上），额定工作电流为0.051.6A，误差范围为5%10%，进口的电感量，电流量范围更大，误差则更小。进口有TDK系列色码电感器，其电感量用色点标在电感器表面。 B、 卧式密封固定电感器卧式密封固定电感器采用轴向型引脚，国产有LG1、LGA、LGX等系列。 LG1系列电感器的电感量范围为0.122000H（直标在外壳上），额定工作电流为0.051.6A，误差范围为5%10%。 LGA系列电感器采用超小型结构，外形与1/2W色环电阻器相似，其电感量范围为0.22100H（用色环标在外壳上），额定电流为0.090.4A。 LGX系列色码电感器也为小型封装结构，其电感量范围为0.110000H，额定电流分为50mA、150mA、300mA和1.6A四种规格。8. 可调电感器常用的可调电感器有半导体收音机用振荡线圈、电视机用行振荡线圈、行线性线圈、中频陷波线圈、音响用频率补偿线圈、阻波线圈等，如下图所示。 可调电感器A、 半导体收音机用振荡线圈 此振荡线圈在半导体收音机中与可变电容器等组成本机振荡电路，用来产生一个输入调谐电路接收的电台信号高出465kHz的本振信号。其外部为金属屏蔽罩，内部由尼龙衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成，在工字磁心上有用高强度漆包线绕制的绕组。磁帽装在屏蔽罩内的尼龙架上，可以上下旋转动，通过改变它与线圈的距离来改变线圈的电感量。电视机中频陷波线圈的内部结构与振荡线圈相似，只是磁帽可调磁心。 B、 电视机用行振荡线圈 行振荡线圈用在早期的黑白电视机中，它与外围的阻容元件及行振荡晶体管等组成自激振荡电路（三点式振荡器或间歇振荡器、多谐振荡器），用来产生频率为15625HZ的的矩形脉冲电压信号。该线圈的磁心中心有方孔，行同步调节旋钮直接插入方孔内，旋动行同步调节旋钮，即可改变磁心与线圈之间的相对距离，从而改变线圈的电感量，使行振荡频率保持为15625HZ，与自动频率控制电路（AFC）送入的行同步脉冲产生同步振荡。 C、 行线性线圈 行线性线圈是一种非线性磁饱和电感线圈（其电感量随着电流的增大而减小），它一般串联在行偏转线圈回路中，利用其磁饱和特性来补偿图像的线性畸变。 行线性线圈是用漆包线在工字型铁氧体高频磁心或铁氧体磁棒上绕制而成，线圈的旁边装有可调节的永久磁铁。通过改变永久磁铁与线圈的相对位置来改变线圈电感量的大小，从而达到线性补偿的目的。9. 偏转线圈偏转线圈是电视机显像管的附属部件，它包括行偏转线圈和场偏转线圈，均套在显像管的管颈（锥体部位）上，用来控制电子束的扫描运动方向。行偏转线圈控制电子束作水平方向扫描，场偏转线圈控制电子束作垂直方向扫描。右图是偏转线圈的外形及结构。 偏转线圈外形 偏转线圈结构10. 阻流电感器阻流电感器是指在电路中用以阻塞交流电流通路的电感线圈，它分为高频阻流线圈和低频阻流线圈。 A. 高频阻流线圈 高频阻流线圈也称高频扼流线圈，它用来阻止高频交流电流通过。 高频阻流线圈工作在高频电路中，多用采空心或铁氧体高频磁心，骨架用陶瓷材料或塑料制成，线圈采用蜂房式分段绕制或多层平绕分段绕制。 B. 低频阻流线圈 低频阻流线圈也称低频扼流圈，它应用于电流电路、音频电路或场输出等电路，其作用是阻止低频交流电流通过。 通常，将用在音频电路中的低频阻流线圈称为音频阻流圈，将用在场输出电路中的低频阻流线圈称为场阻流圈，将用在电流滤波电路中的低频阻流线圈称为滤波阻流圈。 低频阻流圈一般采用E形硅钢片铁心（俗称矽钢片铁心）、坡莫合金铁心或铁淦氧磁心。为防止通过较大直流电流引起磁饱和，安装时在铁心中要留有适当空隙。11. 变压器的结构与特点变压器的结构：变压器一般由导电材料、磁性材料和绝缘材料三部分组成。A. 导电材料 变压器的导电材料主要是各种上强度较高的漆包线，只有在调谐用高频变压器中使用纱包线。 B. 磁性材料 电源变压器和低频变压器中使用的磁性材料以硅钢片为主。中频变压器、脉冲变压器、振荡变压器等使用的磁性材料以铁氧体磁材为主。 C. 绝缘材料 变压器的绝缘材料除骨架外，还有层间绝缘材料及浸渍材料（绝缘漆）等。12. 变压器的种类1) 电源变压器电源变压器的主要用用是升压（提升交流电压）或降压（降低交流电压），升压变压器的一次（初级）绕组较二次（次级）绕组的圈数（匝数）少，而降压变压器的一次绕组较二次绕组的圈数多。稳压电源和各种家电产品中使用的变压器均属于降压电源变压器。 电源变压器有E型电源变压器、C型电源变压器和环型电源变压器之分。 A. E型电源变压器 E型电源变压器的铁心是用硅钢片交叠而成。其缺点是磁路中的气隙较大，效率较低，工作时电噪声较大。优点是成体低廉。 B. C型电源变压器 C型电源变压器的铁心是由两块形状相同的C型铁心（由冷轧硅钢带制成）对手地而成，与E型电源变压器相比，其磁路中气隙较小，性能有所提高。 C. 环型电源变压器 环型电源变压器的铁心是由冷轧硅钢带卷绕而成，磁路中无气隙，漏磁极小，工作时电噪声较小。2) 低频变压器低频变压器用来传磅信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。它分为级间耦合变压器、输入变压器和输出变压器，外形均于电源变压器相似。 A. 极间耦合变压器 级间耦合变压器用在两级音频放大电路之间，作为耦合元件，将前级放大电路的输出信号传送至后一级，并作适当的阻抗变换。 B. 输入变压器 在早期的半导体收音机中，音频推动级和功率放大级之间使用的变压器为输入变压器，起信号耦合、传输作用，也称为推动变压器。 输入变压器有单端输入式和推挽输入式。若推动电路为单端电路，则输入变压器也为单端输入式变压器；若推动电路为推挽电路，则输入变压器也为推挽输入式变压器。 C. 输出变压器 输出变压器接在功率放大器的输出电路与扬声器之间，主要起信号传输和阻抗匹配的作用。 输出变压器也分为单端输出变压器和推挽输出变压器两种。 3) 高频变压器常用的高频变压器有黑白电视机中的天线阻抗变换器和半导体收音机中的天线线圈等。 A. 阻抗变换器 黑白电视机上使用的天线阻抗变换器是用双根塑皮绝缘导线（塑胶线）并绕在具有高导磁率的双孔磁心上构成的。 阻抗变换器两绕组的圈数虽相同，但因其输入端是两个线圈串联，阻抗增大一倍；而输出端是两个线圈并联，阻抗减小一半。所以，其总的阻抗变换比为41（将300平衡输入信号变换为75不平衡输出信号）。 B. 天线线圈 收音机的天线线圈也称磁性天线，它是由两相邻而又相互独立的一次（初级）、二次（次级）绕组套在同一磁棒上构成的，如下图所示。 天线线圈磁棒有圆形长方形两种外形。 中波磁棒采用锰锌铁氧体材料，其晶粒呈黑色；短波磁棒采用镍锌铁氧体材料，其晶粒呈棕色。 线圈一般用多股或单股纱包线绕制在略粗于磁棒的绝缘纸管上，绕好后再套在磁棒上。 4) 中频变压器中频变压器的结构 中频变压器俗称中周，应用在收音机或黑白电视机中。 中频变压器属于可调磁心变压器，外形与收音机的振荡线圈相似，它也由屏蔽外壳、磁帽（或磁心）、尼龙支架、工字磁心、引脚架等组成。 中频变压器的作用 中频变压器是半导体收音机和黑白电视机中的主要选频元件，在电路中起信号耦合和选频等作用，调节其磁心，改变线圈的电感量，即可改变中频信号的灵敏度选择性及通频带。 收音机中的中频变压器分为调频用中频变压器和调幅用中频变压器，黑白电视机中的中频变压器分为图像部分中频变压器和伴音部分中频变压器。不同规格、不同型号的中频变压器不能直接互换使用。 5) 脉冲变压器脉冲变压器用于各种脉冲电路中，其工作电压、电流等均为非正弦脉冲波。常用的脉冲变压器有电视机的行输出变压器、行推动变压器、开关变压器、电子点火器的脉冲变压器、臭氧发生器的脉冲变压器等。 A. 行输出变压器 行输出变压器简称FBT或行回扫变压器，是电视机中的主要部件，它属于升压式变压器，用来产生显像管所需的各种上工作电压（例如阳极高压、 一种行输出变压器加速极电压、聚焦极电压等），有的电视机中行输出变压器还为整机其它电路提供工作电压。 黑白电视机用行输出变压器一般由U型磁心、低压线圈、高压线圈、外壳、高压整流硅堆、高压线、高压帽、灌封材料、引脚等组成，它又分为分立式（非密封式、高压线圈和高压硅堆可以取下）和一体化式（全密封式）两种结构。 彩色电视机用行输出变压器在一体化黑白电视机行输出变压器的基础上增加了聚焦电位器、加速极电压调节电位器、聚焦电源线、加速极供电线及分压电路。 B. 行推动变压器 行推动变压器也称行激励变压器，它接在行推动电路与行输出电路之间，起信号耦合、 一种行推动变压器阻抗变换、隔离及缓冲等作用，控制着行输出管的工作状态。 行推动变压器由E型铁心（或磁心）骨架及一次（初级）、二次（次级）绕组等构成。 C. 开关变压器 彩色电视机开关稳压电源电路中使用的开关变压器，属于脉冲电路用振荡变压器。其主要作用是向负载电路提供能量（即为整机各电路提供工作电压），实现输入、输出电路之间的隔离。 开关变压器采用EI型或EE型、EC型等高导磁率磁心，其一次（初级）绕组为储能绕组，用来向开关管集电极供电。自激式开关电源的开关变压器一次绕组还包含正反馈绕组或取样绕组，用来提供正反馈电压或取样电压。它激式开关电源的开关变压器一次绕组还包含自馈电绕组，用来开关振荡集成电路提供工作电压。开关变压器二次（次级）侧有多组电能释放绕组，可产生多路脉冲电压，经整流、滤波后供给电视机各有关电路。 6) 自耦变压器自耦变压器的绕组为有抽头的一组线圈，其输入端和输出端之间有电的直接联系，不能隔离为两个独立部分。当输入端同时有直流电和交流电通过时，输出端无法将直流成分滤除而单独输出交流电（即不具备隔直流作用）。 7) 隔离变压器隔离变压器的主要作用是隔离电源、切断干扰源的耦合通路和传输通道，其一次、二次绕组的匝数比（即变压比）等于1。 它分为电源隔离变压器和干扰隔离变压器。 A. 源隔离变压器 电源隔离变压器是具有安全隔离作用的11电源变压器，一般作为彩色电视机的维修设备。 彩色电视机的底板多数带电，在维修时若将彩色电视机与220V交流电源之间接入一只隔离变压器后，彩色电视机即呈悬浮供电状态。当人体偶尔触及隔离变压二次侧（次级