电阻和电容识别和检测ppt课件

电阻器 电位器及其他敏感电阻器 一 电阻器的定义及分类 1 电阻器的定义 电阻器通常也称为电阻 是一个为电流提供通路的电子器件 可以定义为每单位电流在导体上所引起的电压 电阻 R 电压 U 电流 I 即 R U I 电阻没有正负极 在使用时不用考虑方向 电阻的基本特征就是消耗能量 其基本参量是电阻值 R 单位为 K M 即 1M 10 1000 电路符号用表示 第一节电阻器 2 电阻的分类按电阻体材料 形状结构 引出线及用途可分为多个种类 如图 1 1所示 电阻常见外形如图 1 2 所示 电阻种类虽多 单常用的主要有RT型碳膜电阻 RJ型金属膜电阻 RX型线绕电阻 和片装电阻 下面介绍重点介绍一下应用最普片的碳膜电阻 金属膜电阻和线绕电阻 1 碳膜电阻外形和内部结构如 图1 3 所示 这种电阻是结晶碳沉积在磁棒或磁棒上制成 改变碳膜的厚度和用刻i槽的方法变更碳膜的长度 可以得到不同的阻值 碳膜电阻主要的特点是 高频性能好 价格低 是应用做多的电阻 2 金属膜电阻的外形和内部构造如 图1 4 所示 金属膜电阻的电阻膜是通过真空蒸发等方法 使合金粉沉积在瓷基体上制成的 刻槽和改变金属膜厚度可以精确的控制阻值 主要特点是 耐热性能好 其额定工作温度为70 最高可达155 他与碳膜电阻相比 体积小 噪声低 稳定性好 它的工作频率较宽 但成本稍高 通过合金成分的调节和成膜工艺的更换等方法 可以精密 高阻 高频 高压 高温等各种类型的金属膜电阻 适用于较高档次的通信设备 电子仪器等电路中 在家用电器上也得到较多的应用 3 线绕电阻的外形和内部结构如 图1 5 所示 是用电阻率较大的镍铬合金 锰铜等合金线在陶瓷骨架上缠绕而制成 主要特点是 耐高温 能在300 高温下温度工作 噪声小 阻值精度高等 额定功率较大 4W 300W 常用在电源电路中作限流电阻 如彩电电源中的水泥电阻 也可以制作成精密电阻 如万用表中作分流电阻用 一般的线绕电阻由于结构上的原因 其分布电容 电感较大不宜用在高频电路中 图1 1 绕线电阻 金属膜电阻 碳膜电阻 贴片电阻 图1 2 1 3 1 4 1 5 二 电阻的基本参数1 额定功率电阻的额定功率是指在标准大气压和一定环境温度下 20 5 自身允许承受的最大功率 在该功率限度一下 电阻器可以正常工作 而不会改变其性能 也不会损坏 电阻的功率决定了电阻能安全通过的电流大小 单位为瓦特 W 例如一个1K 的 1 4W的电阻能通过的电流为 式中 I是电阻上通过的最大电流 W是功率 R是电阻值 常用的电阻器功率有1 8W 1 4W 1 2W 1W 2W 5W 10W等 2W以上的电阻在标注功率时一般直接印在电阻体上 2W以下的电阻一般以自身体积大小来表示功率 在电路图上表示功率时 常采用图 1 6 所示的符号 如果电路中不表示功率 一般表示该电阻工作消耗功率很小 可不考虑 1 6 功率电码表 1 1 没有直接在电阻体上表识功率的电阻 在包装盒上会印有功率电码会直接表示出功率 表 1 1 为功率电码对照表 2 容差容差是指电阻的实际值与标称值的相对误差 容差表示了电阻的实际值偏离了标称值的范围 是衡量电阻精度的指标 实际的电阻值不等于标称值的原因主要是由于温度的变化 一般的电阻产品的容量差为 5 10 和 20 表示电阻值偏离标称值的百分数 例如 一个电阻的标称值为1K 容量差为 10 即 1K 100 到 1K 100 之间 即1 1K 0 9K 电阻精度的等级和误差代码见下表 1 1 表 1 1 误差等级表市场上常见的多为 级和 级 对一般的应用场合已能满足要求 误差代码表 3 温度系数温度系数是指电阻值随温度的变化率 金属膜 合成膜等电阻都具有较小的温度系数 碳膜电阻的温度系数较大 4 极限电压电阻能够承受而不会随坏的最高电压 电阻两端电压加到一定值时 会发生击穿现象 使电阻损坏 极限电压受电阻的材料 尺寸及结构的影响 三 电阻的识别由于电阻体积很小 一般只在其表面表明阻值 精度 材料 功率等几项 对于1 8W 1 2W之间的小功率电阻器 通常只表示阻值和精度 而材料和功率则由外形尺寸和颜色来判断 参数标注的方法有文字直接标注和色环标注两种 1 文字直接标识法文字直接标注法就是直接印出阻值 如1 5K 的电阻就直接印有 1 5K或1K5 字样 另外通过电阻上所标的字母可以判断电阻制成的原料 电阻原来与字母的对应关系见下表 1 2 对于普通的碳膜和金属膜电阻可以通过颜色判定 国产碳膜电阻通常涂绿色或棕色 金属膜电阻涂红色 表 1 2 2 色环标注小功率电阻 特别是0 5W以下的碳膜电阻和金属膜电阻 多用表面色环表示标称阻值 每一种颜色代替一个数字 这在工程上叫色码 电阻值的色环表示有3色环 4色环和五色环 其含义如图 1 8 所示 1 7 对于4色环电阻 用3个色环来表示阻值 前两位代表有效数字 第3环代表乘上的次方数 1个色环表示误差 5色环电阻一般是金属膜电阻 为更好的表示精度 用4个色环表示阻值 另一个色环表示误差 表 1 3 是四色环电阻的颜色 数值对照表 表 1 4 是五色环电阻的颜色 数值对照表 表 1 3 表 1 4 1 8 四色环和五色环的表示方法 识别色环电阻的方法和技巧 以四色环电阻为例 简要介绍色环电阻的快速识别方法 带有4个色环的其中第一 二分别代表阻值的钱两位数 第三环代表倍率 第四环代表误差 快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级范围内 例如几点几K 还是几十K 的 再将前两位是读书 代 进去 这样就可以很快读出数来 1 熟记第一 二环每种颜色所代表的数 可以这样记忆 黑 0 棕 1 红 2 橙 3 黄 4 绿 5 蓝 6 紫 7 灰 8 白 9 这样连起来重复多读几遍便可记住 2 记准记牢第三环所代表的组织范围 这一点是快速识别的关键 具体是 银色 零点几欧金色 几点几欧黑色 几十几欧棕色 几百几十欧红色 几点几千欧橙色 几十几千欧黄色 几百几十千欧绿色 几点几兆欧蓝色 几十几兆欧从数量级来看 大体可以把他们划分为三个大等级 即 银 金 黑 棕是欧姆级的 红 橙 黄 是千欧级的 绿 蓝色则是兆欧级的 这样划分一下是为了便于记忆 3 记住第四环所代表的误差 即 金色为 5 银色为 10 无色为 20 例如 当一个四色环电阻色环的颜色依次为 黄 橙 红 金色时 因第三环为红色 组织范围是几点几千欧的 按照黄 橙两色分别代表数字 4 和 3 代入 则其读数为43K 第四环金色表示误差为5 1 电阻的串联在串联的方式下 各电阻的首尾相接 如图 1 9 在这中连接状态中 总电阻值等于A和B之间个电阻的和即 RAB R1 R2 R3 2 电阻的并联在并联方式下 各电阻连接如图 1 10 在这种连接中 总电阻值或等效电阻值的倒数等于端点A和B之间各电阻值倒数之和 即 RAB 1 1 R1 1 R2 1 R3 如果电路中只有两个电阻并联 即RAB R1 R2 R1 R2如果电路中由n个相同的电阻并联 即RAB R n 四 电阻的串联和并联 有时电路中要使用的电阻值不同于标称值 在这种情况下需要以串联或并脸的方式来得到需要的阻值 1 9 1 10 五 电阻的作用 选用及使用常识 1 电阻的作用a 电阻的主要作用之一就是限流 从欧姆定律I U R可知 当U一定时 流过电阻的电流I与电阻值R成反比 选择适当电阻值的电阻 就可以将电流I限定在要求数值上 这就是电阻的限流作用 b 电阻的另一作用就是降压 当电流流过电阻时 必然会在电阻上产生一定的压降 压降的大小与电阻值R及电流的乘积成正比 即 U IR 利用电阻器的降压作用 可以使得较高的电源电压适应电路工作电压的要求 2 电阻器的选用a 根据电子设备的技术指标和电路的具体要求选用电阻的型号和误差等级 b 为提高设备的可靠性 延长使用寿命 应选用额定功率大于实际消耗功率的1 5 2倍 C 电阻装接前应进行测量 核对 尤其是在精密电子仪器设备装配时 还需经人工老化处理 以提高稳定性 d 装配电子仪器时 若所用非色环电阻 则应将电阻标称值标志朝上 且标志顺序一致 以便于观察 e 焊接电阻时 烙铁停留时间不宜过长 f 选用电阻时应根据电路中信号频率的高低来选择 一个电阻可等效成一个R L C二端线性网络 如图 1 11 所示 不同类型的电阻 R L C三个参数的大小有很大差异 线绕电阻本身是电感线圈 所以不能用于高频电路中 薄膜电阻中 老电阻体上刻有螺旋槽的 工作颇率在10MHZ左右 未刻螺旋槽的 如RY型 工作频率则更高 g 电路中如需串联或并联电阻来获得所需阻值时 应考虑其额定功率 阻值相同的电阻串联并联 额定功率等于各个电阻额定功率之和 阻值不同的电阻串联时 额定功率取决于高阻值电阻 并联时 取决于低阻值电阻 且需计算方可应用 1 11 h 根据工作环境温度条件选用电阻器 使用电阻的环境 例如温度 湿度等不同条件时 所使用的电阻种类也不同 像沉积膜电阻不宜用于易受潮气和电解腐蚀影响的场合 如环境温度较高可以选择使用金属膜电阻或氧化膜电阻 他们都可在高达125 环境下工作 六 电阻的检测 1 固定电阻器的测量 当电阻器的参数标志因某种原因脱落或欲知道其精确阻值时 就需要用仪器对其进行测量 对于常用的碳膜 金属膜电阻器以及线绕电阻器的阻值 可用普通数字万用表的电阻档直接测量 选择合适量程 将两表笔 不分正负 分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值 读数与标称阻值之间分别允许有 5 10 或 20 的误差 如不相符 超出误差范围 或测量读数为无限大 则说明该电阻值变值了或已经损坏 2 注意事项 测试时 注意 调零 特别是在测几十k 以上阻值的电阻时 手不要触及表笔和电阻的导电部分 被检测的电阻从电路中焊下来 至少要焊开一个头 以免电路中的其它组件对测试产生影响 造成测量误差 色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定 但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值 测量阻值较大的电阻时 禁止用两只手分别捏住电阻的两端测量 主要会使人体电阻与被测电阻并联 影响测量的准确性 1 几种常用电位器 a 旋转式电位器如图 1 12 第二节电位器基础知识 一 电位器的分类及外形电位器是一种连续可调的电阻器 其滑动臂 动接点 的接触刷在电阻体上滑动 可获得与电位器外加输入电压和可动角成一定关系的输出电压 就是说通过调节电位器的转轴 使它输出电位发生变化 所以称为电位器 也可称为可变电阻 1 12 b 按键式电位器 如图 1 13 开关额定值 10A 250VAC浪涌电流 20A 0 01秒起始接触电阻 最大为20MOHM耐电压 3KV 分钟工作温度范围 10 to 70 开关寿命 30000周以上 1 13 相关参数 阻值范围 500 1M 阻值误差 20 最大工作电压 AC500V B线性 AC250V A C D线性 额定功率 0 5W B线性 0 25W A C D线性 开关旋转角度 50 10 degree 开关力距 150 800gf cm旋转寿命 10000周 c 推拉式电位器 如图 1 14 1 14 2 电位器的种类 a 线绕电位器 电阻体是由绕在绝缘骨架上的电阻丝组成 优点是 能耐较高的温度 可制成功率型电阻 缺点是 分辨力有限 阻值的变化规律程阶梯状态 b 实芯电位器 常用的有有机合成实芯电位器和无机合成实芯电位器 有机合成实芯电位器的优点 分辨力很高 耐磨耐热 且体积小 适合在小型的电子设备中使用 无机合成实芯电位器的优点 体积小 耐磨 防潮 C 碳膜电位器 电阻体是用配制好的悬浮液涂抹在玻璃纤维板或纸胶板上制成 它是目前使用最广泛 品种最多 价格最低的一种电位器 优点是 分辨力高 阻值范围宽 可以从几百 到几M 缺点是 功率较小 耐热耐湿性能稍差 3 电位器的作用a 用作变阻器 如图 1 15 所示 这时 电位器是一个两端电器件 相当于一个可调电阻 转动电位器转柄 改变活动接触点的位置 在电位器活动接触点的正个行程范围内便可得到一个平滑连续的可调阻值 b 用作分压器 如图 1 16 所示 这是 电位器是一个四端器件 电位器对电压U入起分压作用 当转动转柄 活动触电随之在电阻体上滑动时 在输出端可以得到平滑连续变化的输出电压U出 输出电压U出的大小取决于活动接触点在电阻体上所出的位置 1 15 1 16 4 电位器的选用a 根据电路的要求 选择合适型号的电位器 在要求不高的电路中 或使用环境比较的场合 均可选用碳膜电位器 它的规格齐全 价格低廉 如果需要较精密的调节 而且消耗的功率较大 应选用线绕电位器 在工作频率较高的电路中 应选用玻璃釉电位器较为合适 b 选用电位器时 应注意尺寸大小和旋转轴柄的长短 轴端式样和轴上有无紧缩装置等 经常需要调节的电位器 应选择半圆轴柄 以便安装旋钮 音量控制器一般选用带开关的电位器 5 电位器常见故障及维修电位器使用频繁 常易出现下述故障现象 1 动触点簧片压力不足 出现接触不良 使信号时通时断 时大时小 可打开外壳 适当调节簧片压力 2 动触点与电阻体长期摩擦 会产生炭粉 金属粉 沫 调节时 产生杂音或信号时大时小 可打开外壳 用酒精棉球擦洗干净 用少许缝纫机油或医用凡士林油涂在电阻片上 可保持长时间不产生杂音 3 电位器引出焊片与电阻体铆接处松动 会引起接触不良 只要将松动处铆紧即可 6 电阻器的使用常识a 使用前用万用表检查阻值是否与标称值相符 b 引线不可反复弯曲 长短要合适 在高频电路中 引线要尽量短 减小分布参数 c 额定功率在5W以上的电阻 使用时必须安装在特制的支架上和留出一定的散热空间 d 当阻值与功率不能符合要求时 可采用串 联方法解决 e 小阻值 几 以下 电阻 可用旧线绕电阻上拆下的电阻丝自己绕制 f 电阻器一旦损坏 应查明原因后再换新的 第三节特殊电阻器 1 熔断丝熔断丝的作用是在电路过载 电流过大或温度过高等 时自动熔断 保护相关的器件 以防随坏 常用的熔断丝包括普通熔断丝 快速熔断丝 延迟型熔断丝和温度熔断丝等 他们的外形如图 1 17 所示 1 17 a 普通玻璃管熔断丝这是最常用的一种熔断丝 额定电流主要有 0 5A 0 75A 1A 1 5 2A 2 5A 3A 4A 5A 6A 8A 10A等 长度尺寸规格主要有 18mm 20mm 22mm等 这种熔断丝通常需与相应的配套的座子配合使用 方便更换 b 快速熔断丝特点是熔断的时间短 适用于要求快速切断电源的场合 多为玻璃管型 外形与普通熔断丝没有什么差别 c 延迟型熔断丝特点是能短时间的承受大电流 浪涌电流 的冲击 而在电流过载超过一定是时限后能可靠的熔断 这种熔断丝主要开机瞬时电流较大的电器 开机电流往往达到正常工作电流的5 7倍 中 如 彩电中就广泛使用了延迟型熔断丝 其主要规格有 2A 3 5A 4A等 d 温度熔断丝这种元器件通常安装在容易发热的电子整机的变压器 功率管上 以及电风扇 电饭锅 电钻等电路中 当机件因故障发热 温升超过允许值时 温度熔断丝自动熔断 切断电源 从而保护相关零部件 2 热敏电阻常见的热敏电阻有正温度系数 PTC 负温度系数 NTC 二类 正温度系数的热敏电阻的阻值随温度的升高而增大 负温度电阻的阻值随温度的升高而减小 热敏电阻值可恢复 可以多次使用 a 正温度系数热敏电阻特征 在工作温度范围内具有正的电阻温度系数 PTC热敏电阻器在国内以获得广泛应用 常见PTC器件外形有 长方形 原片形 蜂窝形 带形等 作用 PTC常用于测温 控温 电机启动和过载保护等 参数 额定零功率电阻R25零功率电阻 是指在某一温度下测量PTC热敏电阻值时 加在PTC热敏电阻上的功耗极低 低到因其功耗引起的PTC热敏电阻的阻值变化可以忽略不计 额定零功率电阻指环境温度25 条件下测得的零功率电阻值 最小电阻Rmin指PTC热敏电阻可以具有的最小的零功率电阻值 温度系数 PTC热敏电阻的温度系数定义为温度变化导致的电阻的相对变化 如果温度系数越大 PTC热敏电阻对温度变化的反应越灵敏 1 18 动作电流Ik流过PTC热敏电阻的电流 足以使PTC热敏电阻自热温升超过居里温度 这样的电流称为动作电流 动作电流的最小值称为最小动作电流 动作时间ts环境25 条件下 给PTC热敏电阻加一个起始电流 保证是动作电流 通过PTC热敏电阻的电流降低到起始电流的50 时经历的时间就是动作时间 不动作电流INk流过PTC热敏电阻的电流 不足以使PTC热敏电阻自热温升超过居里温度 这样的电流称为不动作电流 不动作电流的最大值称为最大不动作电流 最大电流Imax最大电流是指PTC热敏电阻最高的电流承受能力 超过最大电流时PTC热敏电阻将会失效残余电流Ir残余电流是在最大工作电压Vmax下 热平衡状态下的电流 最大工作电压Vmax最大工作电压是指在规定的环境温度下 允许持续地保持在PTC热敏电阻上最高的电压 对同一产品而言 环境温度越高 最大工作电压值越低 额定电压VN额定电压是在最大工作电压Vmax以下的供电电压 通常Vmax VN 15 击穿电压VD击穿电压是指PTC热敏电阻最高的电压承受能力 PTC热敏电阻在击穿电压以上时将会击穿失效 热敏电阻的使用下面以微型电机过载保护为例 微型电机一般是使用很细的铜丝绕制而成 耐电流的能力较差 当电机负载较大或电机卡住时 流过线圈的电流会快速增加 同时电机温度急剧升高 铜丝绕组极易被烧毁 这时 在电机线圈中串接一个PTC热敏电阻 就会在电机过载时提供保护功能 通常的保护电路如图 1 19 所示 用于初级保护的热敏电阻一般选用耐压等级较高的热敏电阻 1 19 b 负温度系数热敏电阻负温度系数热敏电阻主要以锰 钴 镍和铜等金属氧化物为材料 才有陶瓷工艺制造而成 这些金属氧化物都具有半导体性质 因为在导电方式上完全类似锗和硅等半导体材料 温度低时 这些氧化物的载流子数目少 所以其内阻较高 随着温度的升高 载流子数目增加 所以电阻值降低 图 1 20 是常见的NTC热敏电阻 1 20 热敏电阻的参数 主要有标称阻值和额定功率 标称值常在电阻体上直接标出 他是指在基准温度为25 时的零功阻值 额定功率是指电阻在环境温度为25 相对适度为45 80 条件下 长期连续工作所允许的耗散功率 NTC热敏电阻的简易测试方法 将数字万用表拨到欧姆档 用鳄鱼夹代替万用表笔分别夹住热敏电阻的两脚 记下此时阻值 用点烙铁或电热风靠近电阻器 这时看万用表显示的数值是会慢慢变小 说明NTC热敏电阻是好的 NTC热敏电阻的应用 NTC热敏电阻在家用电器上是非常适用的 如电视机 显示器 音响设备等 这些电器内往往安装有大量的电解电容器做滤波或旁路用 因为在开机瞬间 电容器对电源几乎程短路状态 冲击电流很大 容易造成变压器 整流堆或保险管的过载 若设备的整流输出端串接上NTC热敏电阻 如图 1 21 所示 这样在开机瞬间 电容器的充电电流就会受到NTC热敏电阻的限制 在14S 60S之后 NTC元件升温相对稳定 分压也逐步将至零点几伏 电阻阻值几乎接近为短路状态 不会影响设备正常工作 1 21 3 压敏电阻压敏电阻的电路符号及其分类与参数 压敏电阻器简称VSR 是一种对电压敏感的非线性过电压保护半导体元件 它在电路中用文字符号 RV 或 R 表示 图 1 22 是其电路图形符号 1 22 压敏电阻器的种类1 按结构分类压敏电阻器按其结构可分为结型压敏电阻器 体型压敏电阻器 单颗粒层压敏电阻器和薄膜压敏电阻器等 压敏电阻外形如图 1 23 结型压敏电阻器是因为电阻体与金属电极之间的特殊接触 才具有了非线性特性 而体型压敏电阻器的非线性是由电阻体本身的半导体性质决定的 2 按使用材料分类压敏电阻器按其使用材料的不同可分为氧化锌压敏电阻器 碳化硅压敏电阻器 金属氧化物压敏电阻器 锗 硅 压敏电阻器 钛酸钡压敏电阻器等多种 3 按其伏安特性分类压敏电阻器按其伏安特性可分为对称型压敏电阻器 无极性 和非对称型压敏电阻器 有极性 1 23 压敏电阻器的结构特性 作用及应用 1 压敏电阻器的结构特性压敏电阻器与普通电阻器不同 它是根据半导体材料的非线性特性制成的 图 1 23上页 是压敏电阻器外形 其内部结构如图 1 24 所示 普通电阻器遵守欧姆定律 而压敏电阻器的电压与电流则呈特殊的非线性关系 当压敏电阻器两端所加电压低于标称额定电压值时 压敏电阻器的电阻值接近无穷大 内部几乎无电流流过 当压敏电阻器两端电压略高于标称额定电压时 压敏电阻器将迅速击穿导通 并由高阻状态变为低阻状态 工作电流也急剧增大 当其两端电压低于标称额定电压时 压敏电阻器又能恢复为高阻状态 当压敏电阻器两端电压超过其最限制电压时 压敏电阻器将完全击穿损坏 无法再自行恢复 1 24 2 压敏电阻器的作用与应用压敏电阻器广泛地应用在家用电器及其它电子产品中 起过电压保护 防雷 抑制浪涌电流 吸收尖峰脉冲 限幅 高压灭弧 消噪 保护半导体元器件等作用 图 1 25 是压敏电阻器的典型应用电路 1 25 压敏电阻器的主要参数压敏电阻器的主要参数有标称电压 电压比 最大控制电压 残压比 通流容量 漏电流 电压温度系数 电流温度系数 电压非线性系数 绝缘电阻 静态电容等 1 标称电压标称电压是指通过1mA直流电流时 压敏电阻器两端的电压值 2 电压比是指压敏电阻器的电流为1mA时产生的电压值与压敏电阻器的电流为0 1mA时产生的电压值之比 3 最大限制电压最大限制电压是指压敏电阻器两端所能承受的最高电压值 4 残压比流过压敏电阻器的电流为某一值时 在它两端所产生的电压称为这一电流值为残压 残压比则的残压与标称电压之比 5 通流容量通流容量也称通流量 是指在规定的条件 以规定的时间间隔和次数 施加标准的冲击电流 下 允许通过压敏电阻器上的最大脉冲 峰值 电流值 6 漏电流漏电流与称等待电流 是指压敏电阻器在规定的温度和最大直流电压下 流过压敏电阻器的电流 7 电压温度系数电压温度系数是指在规定的温度范围 温度为20 70 内 压敏电阻器标称电压的变化率 即在通过压敏电阻器的电流保持恒定时 温度改变1 时压敏电阻两端的相对变化 8 电流温度系数电流温度系数是指在压敏电阻器的两端电压保持恒定时 温度改变1 时 流过压敏电阻器电流的相对变化 9 电压非线性系数是指压敏电阻器在给定的外加电压作用下 其静态电阻值与动态电阻值之比 10 绝缘电阻绝缘电阻是指压敏电阻器的引出线 引脚 与电阻体绝缘表面之间的电阻值 11 静态电容静态电容是指压敏电阻器本身固有的电容容量 压敏电阻原理 压敏电阻实际上是一种伏安特性呈非线性的敏感元件 在正常电压条件下 这相当于一只小电容器 而当电路出现过电压时 它的内阻急剧下降并迅速导通 其工作电流增加几个数量级 从而有效地保护了电路中的其它元器件不致过压而损坏 选用压敏电阻的方法我国规定压敏电阻用字母 MY 表示 如加J为家用 后面的字母W G P L H Z B C N K分别用于稳压 过压保护 高频电路 防雷 灭弧 消噪 补偿 消磁 高能或高可靠等方面 压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量 但不能承受毫安级以上的持续电流 在用作过压保护时必须考虑到这一点 压敏电阻的选用 一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数 1 所谓压敏电压 即击穿电压或阈值电压 指在规定电流下的电压值 大多数情况下用1mA直流电流通入压敏电阻器时测得的电压值 其产品的压敏电压范围可以从10 9000V不等 可根据具体需要正确选用 一般V1mA 1 5Vp 2 2VAC 式中 Vp为电路额定电压的峰值 VAC为额定交流电压的有效值 ZnO压敏电阻的电压值选择是至关重要的 它关系到保护效果与使用寿命 如一台用电器的额定电源电压为220V 则压敏电阻电压值V1mA 1 5Vp 1 5 220V 476V V1mA 2 2VAC 2 2 220V 484V 因此压敏电阻的击穿电压可选在470 480V之间 2 所谓通流容量 即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25 情况下 对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言 压敏电压的变化不超过 10 时的最大脉冲电流值 为了延长器件的使用寿命 ZnO压敏电阻所吸收的浪涌电流幅值应小于手册中给出的产品最大通流量 然而从保护效果出发 要求所选用的通流量大一些好 在许多情况下 实际发生的通流量是很难精确计算的 则选用2 20KA的产品 如手头产品的通流量不能满足使用要求时 可将几只单个的压敏电阻并联使用 并联后的压敏电不变 其通流量为各单只压敏电阻数值之和 要求并联的压敏电阻伏安特性尽量相同 否则易引起分流不均匀而损坏压敏电阻 压敏电阻的检测用万用表的R 1K档测量压敏电阻两引脚之间的正 反向绝缘电阻 两次测量结果应都为无穷大 否则说明漏电流大 若测得电阻值很小 说明压敏电阻已经损坏 不能使用 电容器 1 电容的定义 两块互相靠近但彼此绝缘的金属片就可以构成一个电容 它是一种储能的元件 两块金属片这间的绝缘材料叫做绝缘介质 在电路图中 电容用字母 C 表示 基本单位是 法拉 简称 法 用字母 F 来表示 我们定义电容两极板之间的电压为U 两极板所带的电量为Q 则有 C Q 无功功率 U注 Q U2 Xc其中 Q U Xc分别为无功功率 电压 电容器容抗 那么两极板间的电压增加1V所需要的电量 这个值就是这个电容的容量 电容的大小不是由Q或U决定的 而是由电容本身的性质决定的 C S 4 kd其中 是一个常数 与电介质的性质有关 k是静电力常量 k 9 0 10 9N m 2 C 2 电容的单位除了F外 还有 F 微法 nF 纳法 pF 皮法 1F 10 6 f1 f 10 3nF1nF 10 3pF 2 电容的分类 电容的种类很多 按结构分有固定电容 可变电容 微调电容 按介质材料分有纸介电容 瓷介电容 玻璃釉电容 独石电容 涤纶电容 云母电容 铝电解电容 钽电解电容 聚苯乙烯电容 聚碳酸酯薄膜电容等 按极性分有有极性电容和无极性电容 按安装结构有直插电容和贴片电容 具体分类间下表 独石电容 铝电解电容 钽电解电容 瓷介电容 薄膜电容 1 26 3 电容的性能参数 3 1电容的标称容量及其偏差电容器的标称容量和偏差与电阻器的规定相同 但不同种类的电容会使用不同系列 其偏差有 10 20 等几种 它的标记方法有以下4种 1 直标法直接把电容器的容量 额定电压 最高使用温度 偏差等级标记在电容器体上 有时因电容器的面积小而省略单位 但存在这样的规律 即小数点前面为0时 单位为 f 小数点前不为0时 则单位为pF 如图 1 27 所示 铝电解电容 1 27 2 数码表示法一般用三位数字表示 前面两位表示有效数值 最后一位表示零的个数 得出的容量单位是pF 皮法 这种方法在较小的电容上常用 如 陶瓷电容 独石电容等 如 102 表示该电容的容量为1000pF 3 文字符号法 该标记方法有数字和字母两部分组成 其中字母可当成小数点 而数字和字母两者共同决定该电容的容量 例如 P82 0 82PF6n8 6 8nF2 2 2 2 f 4 色标法电容器的色标法与电阻器的色标法规定相同 其基本单位为pF 一般有三条色环 其颜色代表三个数字 其中前两位代表数值 第三位代表有多少个0 读码的方向是自上而下 有时还会在最后增加一色环表示电容的额定电压 3 2耐压 耐压是指电容器在电路中长期有效地工作而不被击穿所能承受的最大直流电压 在交流电压中 电容器的耐压值应大于电压的峰值 否则 电容器可能被击穿 耐压的大小与介质材料有关 3 3工作温度范围电容器必须在指定的工作温度范围内才能稳定工作 一般的电解电容都直接标出它的上限工作温度 如85 或是105 3 4损耗角正切值tan 损耗角正切值tan 是指当电流流过电容器时电容器的损耗功率与存储功率的比值 该值的大小取决于电容器介质所使用的材料 厚度及制造工艺 它真实的表征了电容器质量的优劣 Tan 数值一般都在0 0001 0 01之间 其数值越小 表示电容器质量越好 3 5温度系数温度系数是反映电容器稳定性的一个重要参数 该值有正有负 它的绝对值越小 表明电容器的温度稳定性越高 4 电容器的误差等级 1 28 注 电解电容和钽电容有正负极性之分 电解电容有标识的一端为负极 而钽电容有标识的一端为正极 5 片状电容器的选用 一类电介质 NPO COG 电气性能最稳定 基本上不随温度 电压与时间的改变而改变 适用于对稳定性要求高的高频电路 二类电介质 X7R 2X1 电气性能较稳定 在温度 电压与时间改变时性能的变化并不显著 适用于隔直 偶合 旁路与对容量稳定性要求不太高的鉴频电路 由于X7R是一种强电介质 因而能造出容量比NPO介质更大的电容器 三类电介质 Y5V 2F4 具有较高的介电常数 常用于生产比容较大的 标称容量较高的大容量电容器产品 但其容量稳定性较X7R差 容量 损耗对温度 电压等测试条件较敏感 6 片状电容器的封装 有0201 0402 0603 0805 1206 1210 1812等封装尺寸 单位为 mm 7 电容的作用电容的主要作用是隔直流 通交流 可以应用与交流耦合 隔离直流 滤波 交流或脉冲旁路 8 常见电容的介绍金属化纸介电容是采用金属化薄膜卷绕 并用环氧树脂包封的一种电容器 按照采用的薄膜不同 金属化纸介电容器又有金属化聚酯膜电容和金属化聚丙烯薄膜电容之分 金属化聚酯膜电容具有良好的自愈性 体积小 容量大 耐压高 可靠性好 适用于电子仪器 普通电源 充电器和通信设备等各种直流脉动电路 金属化聚丙烯薄膜电容也被称为CBB电容 具有良好的自愈性 体积小 容量大 耐压高 损耗小 高频特性好 可靠性高 适用于电子式电能表 开关电源 电子仪器 普通电源 充电器和通信设备等 可代替大部分聚苯或云母电容 瓷介电容器 瓷片电容 根据瓷片电容的特性 一般可分为3大类 温度补偿电容器 温度补偿电容主要由电介质常数为4 200的碳酸盐介质组成 具有较低的介电常数 度损耗 高稳定性 电容量随温度的变化近似线性 这种电容只要使用于谐振回路或其他要求高Q值和高稳定性的L槽路电路 高介电常数电容器 主要以碳酸钡为基片制成 此类电容器容量大 体积小 高阻抗 在电路中作隔直流 旁路和耦合之用 半导体电容器 是在碳酸钡内添加掺杂物 然后在基座上做成的一种用半导体当电介质的电容器 由于半导体电容具有较高的介电常数 所以具有体积小 电容量大的特点 适合做旁路和耦合电容 或用在对损耗因数 绝缘电阻要求不高的电路中 按照工作频率分 瓷介电容可分为高频瓷介电容 CC 和低频瓷介电容 CT 两大类 高频瓷介电容通常为1PF 6800PF 额定电压为63V 500V 这种电容器的高频损耗小 稳定性好 通常用于高频信号中 低频瓷介电容的电容量通常为10PF 4 7 F 额定电压为50V 100V 这种电容的体积小 价格低廉 损耗大 稳定性差 通常用于对稳定性要求不高的电路中 铝电解电容铝电解电容通常用在电源滤波 低频耦合 去耦 盘路等电路中 铝电解电容的型号一般是CDXX 容量 耐压 正负极性都标在外壳上 通常电容外壳上在负极引出线一端画上一道黑色的标志 以防止接错极性 也用引线的长短来表示极性 即长正短负 钽电解电容钽电解电容的体积 损耗 漏电流都小于铝电解电容 还有寿命长 可靠性高 使用湿度范围宽 耐高温 准确度高等特点 因此在高要求的电路中可以代替电解电容 云母电容云母电容是天然而具有很高电介质常数的电介质 采用云母制作的电容器具备优良的绝缘电阻 电介质损耗小 频率特性和温度特性好 温度系数小等优点 云母电容的电容量范围通常为10pf 68000pf 额定电压为10 7KV 云母电容 CY 主要应用在高频振荡 脉冲等要求较高的电路 涤纶电容涤纶电容通常采用聚酯膜 环氧树脂包封 电容量通常为10PF 4 F 额定电压一般为63V 630V 9 电容的主要参数 标称容量标称容量是指标注在电容器上的电容量 电容量的基本单位是法拉 简称法 用字母 F 表示 比法拉小的单位还在毫法 mF 微法 F 纳法 nF 皮法 pF 它们之间的换算关系是 1F 1000mF1mF 1000 F1 F 1000nF1nF 1000pF其中 微法 F 和皮法 pF 两单位最常用 在实际应用时 电容量在1万皮法以上电容量 通常用微法作单位 例如 0 047 F 0 1 F 2 2 F 47 F 330 F 4700 F等等 电容量在1万皮法以下的电容器 通常用皮法作单位 例如 2pF 68pF 100pF 680pF 5600pF等等 允许偏差允许偏差是指电容器的标称容量与实际容量之间的允许最大偏差范围 电容器的容量偏差与电容器介质材料及容量大小有关 电解电容器的容量较大 误差范围大于 10 而云母电容器 玻璃釉电容器 瓷介电容器及各种无极性高频在机薄膜介质电容器 如涤纶电容器 聚苯乙烯电容器 聚丙烯电容器等 的容量相对较小 误差范围小于 20 额定电压额定电压也称电容器的耐压值 是指电容器在规定的温度范围内 能够连续正常工作时所能承受的最高电压 该额定电压值通常标注在电容器上 在实际应用时 电容器的工作电压应低于电容器上标注的额定电压值 否则会造