电阻、电容、电感基础知识
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电阻电容电感基本知识及检测⽅法常⽤电⼦元器件(电阻.电容,电感)检测⽅法与经验元器件的检测是家电维修的⼀项基本功,如何准确有效地检测元器件的相关参数,判断元器件的是否正常,不是⼀件千篇⼀律的事,必须根据不同的元器件采⽤不同的⽅法,从⽽判断元器件的正常与否。
特别对初学者来说,熟练掌握常⽤元器件的检测⽅法和经验很有必要,以下对常⽤电⼦元器件的检测经验和⽅法进⾏介绍供对考。
⼀、电阻器的检测⽅法与经验:1 固定电阻器的检测。
A 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。
为了提⾼测量精度,应根据被测电阻标称值的⼤⼩来选择量程。
由于欧姆挡刻度的⾮线性关系,它的中间⼀段分度较为精细,因此应使指针指⽰值尽可能落到刻度的中段位置,即全刻度起始的20%~80%弧度范围内,以使测量更准确。
根据电阻误差等级不同。
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,则说明该电阻值变值了。
B 注意:测试时,特别是在测⼏⼗kΩ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,以免电路中的其他元件对测试产⽣影响,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。
2 ⽔泥电阻的检测。
检测⽔泥电阻的⽅法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。
3 熔断电阻器的检测。
在电路中,当熔断电阻器熔断开路后,可根据经验作出判断:若发现熔断电阻器表⾯发⿊或烧焦,可断定是其负荷过重,通过它的电流超过额定值很多倍所致;如果其表⾯⽆任何痕迹⽽开路,则表明流过的电流刚好等于或稍⼤于其额定熔断值。
对于表⾯⽆任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断,可借助万⽤表R×1挡来测量,为保证测量准确,应将熔断电阻器⼀端从电路上焊下。
若测得的阻值为⽆穷⼤,则说明此熔断电阻器已失效开路,若测得的阻值与标称值相差甚远,表明电阻变值,也不宜再使⽤。
电阻电容电感元件的电压电流关系
电阻、电容和电感元件的电压和电流关系如下:
1. 电阻:在电阻电路中,电压和电流的关系可以用欧姆定律来表示,即 U=IR。
其中 U 是电压,I 是电流,R 是电阻。
这意味着电阻越大,电流越小,反之亦然。
2. 电容:对于电容,电压和电流的关系由以下公式表示:
Q=UC。
其中 Q 是电容器的电荷量,U 是电压,C 是电容。
此外,对于电容,电流 i 等于 dQ/dt,即电荷量随时间的变化率。
这意味着电流和电压的变化率成正比,当电压变化越快,电流越大。
3. 电感:在电感电路中,电压和电流的关系可以表示为:
ΔU=L*di/dt。
其中ΔU 是电压变化量,L 是电感,di/dt 是电流变化率。
这意味着电感越大,电压变化越小,反之亦然。
总的来说,电阻、电容和电感元件的电压和电流关系取决于各自的特性。
电阻元件的电压和电流成正比,电容元件的电流和电压变化率成正比,而电感元件的电压变化量和电流变化率成反比。
这些关系在分析和设计电子电路时非常重要。
电阻,电感,电容的主要参数电阻主要特性参数1、标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。
2、允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。
允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级3、额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。
线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、1004、额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。
5、最高工作电压:允许的最大连续工作电压。
在低气压工作时,最高工作电压较低。
6、温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。
温度系数越小,电阻的稳定性越好。
阻值随温度升高而增大的为正温度系数,反之为负温度系数。
7、老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。
8、电压系数:在规定的电压范围内,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。
9、噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。
电感器的主要参数电感器的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。
(一)电感量电感量也称自感系数,是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。
电感器电感量的大小,主要取决于线圈的圈数(匝数)、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等等。
通常,线圈圈数越多、绕制的线圈越密集,电感量就越大。
电阻电阻/电阻器的主要参数在电阻器的使用中,必需正确应用电阻器的参数。
电阻器的性能参数包括标称阻值及允许偏差、额定功率、极限工作电压、电阻温度系数、频率特性和噪声电动势等。
对于普通电阻器使用中最常用的参数是标称阻值和允许偏差,额定功率。
⑴标称电阻值和允许偏差每个电阻器都按系列生产,有一个标称阻值。
不同标称系列,电阻器的实际值在该标称系列允许误差范围之内。
例如,E24系列中一电阻的标称值是1000欧,E24系列电阻的偏差是5%,这个电阻器的实际值可能在950~1050欧范围之内的某一个值,用仪表测得具体的阻值就是这个电阻的实际值。
表1-4 几种固定电阻器的外形和特点压。
器、仪表等。
电路。
在要求电阻偏差小的电路中,可选用E48、E96、E192精密电阻系列,在电阻器的使用中,根据实际需要选用不同精密度的电阻,一般来说误差小的电阻温度系数也小,阻值稳定性高。
电阻的单位是欧姆,用符号Ω表示。
还常用千欧(KΩ)、兆欧(MΩ)等单位表示。
单位之间的换算关系是:1MΩ=1000KΩ=1000000Ω⑵电阻器的额定功率电阻器在电路中实际上是个将电能转换成热能的元件,消耗电能使自身温度升高。
电阻器的额定功率是指在规定的大气压和特定的温度环境条件下,长期连续工作所能呈受的最大功率值。
电阻器实际消耗的电功率P等于加在电阻器上的电压与流过电阻器电流的乘积,即P=UI。
电阻器的额定功率从0. 05W至500W之间数十种规格。
在电阻的使用中,应使电阻的额定功率大于电阻在电路中实际功率值的1.5~2倍以上。
表1-5 电阻器和电位器的命名方法图1-4 电阻器额定功率的图形符号在现代电子设备中,还常用到如水泥电阻和无引脚的片状电阻等新型电阻器。
水泥电阻体积小,功率较大,在电路中常作降压或分流电阻。
片状电阻有两种类型,厚膜片状电阻和薄膜片状电阻。
目前常用的是厚膜电阻,如国产RL11系列片状电阻。
片状电阻的特点是体积小,重量轻,高频特性好,无引脚采用贴焊安装。
电感、电阻和电容的关系和作用电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量.给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过.通入线圈的电源越大,磁场就越强,通过线圈的磁通量就越大.实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫做自感系数,也叫做电感。
电阻是描述导体导电性能的物理量,用R表示。
电阻由导体两端的电压U 与通过导体的电流I的比值来定义,即R=U/I。
所以,当导体两端的电压一定时,电阻愈大,通过的电流就愈小; 反之,电阻愈小,通过的电流就愈大。
电容,就是容纳和释放电荷的电子元器件。
电容的基本工作原理就是充电放电,当然还有整流、振荡以及其它的作用。
另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成,所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。
电阻用途:阻碍电流通过,可以起到了在电路中起分压、降压、限流、负载、分流、区配等作用;电容作用在于可以在电路中起滤波、耦合、旁路、调谐和能量转换等作用;电感的作用主要在于在电路中有通直流、阻交流,通低频、阻高频的作用。
其实电感、电阻和电容元件电容,在电器之中通过复杂的组合在一起发挥着作用,利用这三个元件之间的特性,相互补充构成复杂电路。
其中电感的电阻与频率有关,所以常用在与频率有关的电路,有机组合它可以把特定频率的电流加强或减弱。
举一个现实生活中的例子,我们经常会看到的电源在拔下插头后,上面的二极管还会持续再亮一会儿,这是为什么呢?其实这是因为里面的电容事先存储了电能,然后释放。
当然这个电容原本是用作滤波的。
至于所谓的电容滤波,不知你有没有用整流电源听随身听的经历,劣质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了非常小的容量的滤波电容,耳机内就会有有嗡嗡声出现。
这时可以在电源两端带上一个较大容量的电解电容(1500μF,注意正极接正极),一般可以改善听觉的效果。
发烧友制作HiFi高级音响,少说都会用上了至少1万微法以上的电容器来滤波,滤波电容越大,输出的电压波形越接近直流,而且电容的储能作用,使得突发的大信号到来时,电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。
电阻、电容、电感基础知识(一)电阻常用电阻有碳膜电阻、碳质电阻、金属膜电阻、线绕电阻和电位器等。
表1是几种常用电阻的结构和特点。
图1 电阻的外形电阻种类(电阻结构和特点):碳膜电阻气态碳氢化合物在高温和真空中分解,碳沉积在瓷棒或者瓷管上,形成一层结晶碳膜。
改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度,可以得到不同的阻值。
碳膜电阻成本较低,性能一般。
金属膜电阻在真空中加热合金,合金蒸发,使瓷棒表面形成一层导电金属膜。
刻槽和改变金属膜厚度可以控制阻值。
这种电阻和碳膜电阻相比,体积小、噪声低、稳定性好,但成本较高。
碳质电阻把碳黑、树脂、粘土等混合物压制后经过热处理制成。
在电阻上用色环表示它的阻值。
这种电阻成本低,阻值围宽,但性能差,很小采用。
线绕电阻用康铜或者镍铬合金电阻丝,在瓷骨架上绕制成。
这种电阻分固定和可变两种。
它的特点是工作稳定,耐热性能好,误差围小,适用于大功率的场合,额定功率一般在1瓦以上。
碳膜电位器它的电阻体是在马蹄形的纸胶板上涂上一层碳膜制成。
它的阻值变化和中间触头位置的关系有直线式、对数式和指数式三种。
碳膜电位器有大型、小型、微型几种,有的和开关一起组成带开关电位器。
还有一种直滑式碳膜电位器,它是靠滑动杆在碳膜上滑动来改变阻值的。
这种电位器调节方便。
线绕电位器用电阻丝在环状骨架上绕制成。
它的特点是阻值围小,功率较大。
大多数电阻上,都标有电阻的数值,这就是电阻的标称阻值。
电阻的标称阻值,往往和它的实际阻值不完全相符。
有的阻值大一些,有的阻值小一些。
电阻的实际阻值和标称阻值的偏差,除以标称阻值所得的百分数,叫做电阻的误差。
表2是常用电阻允许误差的等级。
表2 常用电阻允许误差的等级国家规定出一系列的阻值作为产品的标准。
不同误差等级的电阻有不同数目的标称值。
误差越小的电阻,标称值越多。
表2是普通电阻的标称阻值系列。
表3中的标称值可以乘以10、100、1000、10k;100k;比如1.0这个标称值,就有1.0Ω、10.OΩ、100.OΩ、1.0kΩ、10.0kΩ、100.0kΩ、1.0MΩ;10.0MΩ;表3 普通固定电阻标称阻值系列不同的电路对电阻的误差有不同的要求。
一般电子电路,采用Ⅰ级或者Ⅱ级就可以了。
在电路中,电阻的阻值,一般都标注标称值。
如果不是标称值,可以根据电路要求,选择和它相近的标称电阻。
当电流通过电阻的时候,电阻由于消耗功率而发热。
如果电阻发热的功率大于它能承受的功率,电阻就会烧坏。
电阻长时间工作时允许消耗的最大功率叫做额定功率。
电阻消耗的功率可以由电功率公式:P=I×U P=I2×R P=U2/R计算出来,P表示电阻消耗的功率,U是电阻两端的电压,I是通过电阻的电流,R是电阻的阻值。
电阻的额定功率也有标称值,常用的有1/8、1/4、1/2、1、2、3、5、10、20瓦等。
在电路图中,常用图2所示的符号来表示电阻的标称功率。
选用电阻的时候,要留一定的余量,选标称功率比实际消耗的功率大一些的电阻。
比如实际负荷1/4瓦,可以选用1/2瓦的电阻,实际负荷3瓦,可以选用5瓦的电阻。
图2 电阻的功率标识为了区别不同种类的电阻,常用几个拉丁字母表示电阻类别,如图3所示。
第一个字母R表示电阻,第二个字母表示导体材料,第三个字母表示形状性能。
上图是碳膜电阻,下图是精密金属膜电阻。
表1列出电阻的类别和符号。
表2是常用电阻的技术特性。
图3 电阻的类型标识表4 电阻的类别和符号表5 常用电阻的技术特性碳质电阻和一些1/8瓦碳膜电阻的阻值和误差用色环表示。
在电阻上有三道或者四道色环。
靠近电阻端的是第一道色环,其余顺次是二、三、四道色环,如图1所示。
第一道色环表示阻值的最大一位数字,第二道色环表示第二位数字,第三道色环表示阻值未应该有几个零。
第四道色环表示阻值的误差。
色环颜色所代表的数字或者意义见表1。
图4 电阻的电路符号表示方法表6 色环颜色所代表的数字或意义比如有一个碳质电阻,它有四道色环,顺序是红、紫、黄、银。
这个电阻的阻值就是270000欧,误差是±10%。
双比如有一个碳质电阻,它有棕、绿、黑三道色环,它的阻值就是15欧,误差是±20%。
电阻的型号命名方法,分类,主要特性参数导电体对电流的阻碍作用称着电阻,用符号R表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表示。
一、电阻的型号命名方法:国产电阻器的型号由四部分组成(不适用敏感电阻)第一部分:主称,用字母表示,表示产品的名字。
如R表示电阻,W表示电位器。
第二部分:材料,用字母表示,表示电阻体用什么材料组成,T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J -金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别类型用字母表示,表示产品属于什么类型。
1-普通、2-普通、3-超高频、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。
第四部分:序号,用数字表示,表示同类产品中不同品种,以区分产品的外型尺寸和性能指标等例如:R T 1 1 型普通碳膜电阻a1}二、电阻器的分类1、线绕电阻器:通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。
2、薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。
3、实心电阻器:无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。
4、敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。
三、主要特性参数1、标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。
2、允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。
允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级3、额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。
线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、1004、额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。
5、最高工作电压:允许的最续工作电压。
在低气压工作时,最高工作电压较低。
6、温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。
温度系数越小,电阻的稳定性越好。
阻值随温度升高而增大的为正温度系数,反之为负温度系数。
7、老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。
8、电压系数:在规定的电压围,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。
9、噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。
(二)电容常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、瓷电容、电解电容等。
图1 电容的外形表1 常用电容的结构和特点电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。
电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。
常用固定电容允许误差的等级见表2。
常用固定电容的标称容量系列见表3。
表2 常用固定电容允许误差的等级表3 常用固定电容的标称容量系列电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。
如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
表4是常用固定电容直流工作电压系列。
有*的数值,只限电解电容用。
表4 常用固定电容的直流电压系列由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上。
电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻。
漏电电阻越小,漏电越严重。
电容漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。
因此,漏电电阻越大越好。
电容的种类也很多,为了区别开来,也常用几个拉丁字母来表示电容的类别,如图2所示。
第一个字母C表示电容,第二个字母表示介质材料,第三个字母以后表示形状、结构等。
上面的是小型纸介电容,下面的是立式矩开密封纸介电容。
表5列出电容的类别和符号。
表6是常用电容的几项特性。
图2表5 电容的类别和符号表6 常用电容的几项特性电容器容量标示1、直标法用数字和单位符号直接标出。
如01uF表示0.01微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。
2、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.3、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%--Z。
. . . .(三)电感电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感。
用L表示,单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
一、电感的分类按电感形式分类:固定电感、可变电感。
按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。
按工作性质分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。
按绕线结构分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
二、电感线圈的主要特性参数1、电感量L电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。
除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
2、感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。
它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL3、品质因素Q品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R。
线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。
线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。
线圈的Q值通常为几十到几百。
4、分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。
分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。
三、常用线圈1、单层线圈单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。