第3节电感
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第二章 电路基本元器件参数的测量第一节 电阻的测量电阻的主要物理特性是对电流呈现阻力,消耗电能,但由于构造上有线绕或刻槽而使得电阻存在有引线电感和分布电容,等效电路如图2-1所示。
当电阻工作于低频时其电阻分量起主要作用,电抗部分可以忽略不计,即忽略L O 和CO 的影响,此时只需测出R值就可以了,但当工作频率升高时,电抗分量就不能忽略不计了。
此外,工作于交流电路的电阻的阻值,由于集肤效应、涡流损耗、绝缘损耗等原因,其等效电阻随频率的不同而不同,实验证明,当频率在1KHZ 以下时,电阻的交流阻值与直流阻值相差不超过1×10-4,随着频率的升高,其间的差值随之增大。
图2-1 电阻的等效电路 图2-2 电桥法测量电阻 一、固定电阻的测量 1、万用表测量电阻模拟式和数字式万用表都有电阻测量档,都可以用来测量电阻,测量时先选择好万用表电阻挡的倍率或量程范围,再将两个输入端(称表笔)短路调零,再将万用表并接在被测电阻的两端,读出电阻值即可。
在用万用表测量电阻时应注意以下几个问题:①要防止把双手和电阻的两个端子及万用表的两个表笔并联捏在一起,因为这样测得的阻值为人体电阻与被测电阻并联后的等效电阻的阻值,而不是被测电阻的阻值,在测几千欧以上的电阻时,尤其要注意这一点,否则会得到误差超出容许值的测量结果。
②当电阻连接在电路中时,首先应将电路的电源断开,决不允许带电测量电阻值。
若电路中有电容器时,应先将电容器放电后再进行测量。
若电阻两端与其它元件相连,则应断开一端后再测量,否则电阻两端连接的其它电路会造成测量结果错误。
③由于用万用表测量电阻时,万用表内部电路通过被测电阻构成回路,也就是说测量时,被测电阻中有直流电流流过,并在被测电阻两端产生一定的电压降,因此在用万用表测量电阻时应注意被测电阻所能承受的电压和电流值,以免损坏被测电阻。
例如,不能用万用表直接测量微安表的表头内阻,因为这样做可能使流过表头的电流超过其承受力(微安级)而烧坏表头。
一、选择题1.在交流电路中,要减小电容器的容抗,可以()A.减小两极板的正对面积B.减小极板间的距离C.适当增大交变电流的电压D.减小交变电流的频率2.下列说法中正确的是()A.电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻B.电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C.感抗、容抗和电阻一样,电流通过它们做功时都是电能转化为内能D.在交变电路中,电阻、感抗、容抗可以同时存在3.关于电容器对交变电流的容抗,以下说法正确的是()A.电容器内部是绝缘的,直流和交流都不能“通过”电容器B.电容器接到交流上时,由于不断充电、放电,所以电容器对交流无影响C.直流电的周期可认为很长,因此电容器对其容抗可以忽略D.电容器有“隔直通交”,“通高频,阻低频”的作用4.如图3-3-9所示,交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等,当将双刀双掷开关接到直流电源上时,灯泡的实际功率为P1,而将双刀双掷开关接在交流电源上时,灯泡的实际功率为P2,则()图3-3-9A.P1=P2B.P1>P2C.P1<P2D.不能比较5.当电容器接到交流电源的两端时,下列说法不.正确的是()A.实际上自由电荷没有通过两极板间的绝缘介质B.实际上自由电荷通过了两极板间的绝缘介质C.实际上是电容器交替地进行了充电和放电D.电路中有了电流,表现为交流“通过”了电容器6.下列关于电容器、电感线圈在电路中的作用的说法不.正确的是()A.交流电的频率越高,电流“通过”电容器的能力越强B.交流电的频率越高,电流“通过”电感线圈的能力越弱C.电容器在电路中的作用是通直流阻交流D.电感线圈在电路中的作用是通低频阻高频7.在图3-3-10所示电路中,L为电感线圈,灯泡电阻为R,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压u=2202sin100πt V,若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的是()图3-3-10A.电流表示数增大B.电压表示数减小C.灯泡变暗D.灯泡变亮8.如图3-3-11所示,输入端的输入电压既有直流成分,又有交变电流成分(L的直流电阻等于R),以下说法中正确的是()图3-3-11A.直流成分只能通过LB.交变电流成分只能从R通过C.通过R的既有直流成分,又有交变电流成分D.通过L的交变电流成分比通过R的交变电流成分必定要多9.在收音机线路中,经天线接收下来的电信号既有高频成分,又有低频成分,经放大后送到下一级,需要把低频成分和高频成分分开,只让低频成分输送到再下一级,可以采用如图3-3-12所示电路,其中a、b应选择的元件是()图3-3-12A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流圈B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流圈C.a是电容较小的电容器,b是低频扼流圈D.a是电容较小的电容器,b是高频扼流圈10.(2011年江苏模拟)用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响,如图3-3-13甲所示,在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻.闭合开关时,计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图乙a、b、c所示,则下列判断中正确的是()图3-3-13A.AB间接入定值电阻显示图象aB.AB间接入电容器显示图象bC.AB间接入电感线圈显示图象cD.AB间接入电感线圈显示图象b二、非选择题11.如图3-3-14所示的甲、乙、丙三种电路是电子技术中的常用电路,a、b是输入端,其中高频成分用“ ”表示,低频成分用“~”表示,直流成分用“-”表示,则甲、乙、丙负载R上得到的电流的主要特征各是什么?图3-3-1412.如图3-3-15所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用.图3-3-15。
第三节电感和电容对交变电流的作用教学目的:1、了解电感对电流的作用特点2、了解电容对电流的作用特点教学重点:电感和电容对交变电流的作用特点教学难点:电感和电容对交变电流的作用特点教学方法:启发式综合教学法教学用具:小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源教学过程:一、引入:在直流电流电路中,电压U、电流I和电阻R的关系遵从欧姆定律,在交流电路中,如果电路中只有电阻,例如白炽灯、电炉等,实验和理论分析都表明,欧姆定律仍适用。
但是如果电路中包括电感、电容,情况就要复杂了。
二、授新:1、电感对交变电流的作用:实验:把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上,观察现象:现象:接直流的亮些,接交流的暗些。
引导学生得出结论:接交流的电路中电流小,间接表明电感对交流有阻碍作用。
为什么电感对交流有阻碍作用?引导学生解释原因:交流通过线圈时,电流时刻在改变。
由于线圈的自感作用,必然要产生感应电动势,阻碍电流的变化,这样就形成了对电流的阻碍作用。
实验和理论分析都表明:线圈的瞬息万变感系数越大、交流的频率越高,线圈对交流的阻碍作用就越大。
应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈,自感系数很大。
日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏。
2、交变电流能够通过电容实验:把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里。
现象:接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源,灯泡能够发光。
结论:直流不能通过电容器。
交流能通过交流电。
引导学生分析原因:直流不能通过电容器是容易理解的,因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。
电容器接到交流电源时,实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质,只是由于两极板间的电压在变化,当电压升高时,电荷向电容器的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,开成放电电流。
电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交流“通过”了电容器。
第二章电容与电感第一节电容元件基本知识1、任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以看成是。
电容器广泛应用于各种高、低频电路和电源电路中,起、、、、、等作用。
电容器的基本作用是。
2、电容器所带的和的比值称为电容器的电容,公式:。
电容反映了电容器,与电容器的带电量和两极板间的电压。
电容是由电容器本身结构决定的,包括、、。
3、电解电容器有正负极之分,使用时不可,否则会将。
一般情况下,电解电容器的正极的引线。
4、电容器上所标明的电容值称为。
标称容量和实际容量之间是。
使用电容器加在电容器上的电压不应超过。
电容器上所标明的额定工作电压,通常是指,在交流电路中,应是交流电压的最大值它的额定工作电压值。
5、利用电容器的现象,可用万用表的(R )来判断电容器的质量好坏。
方法是:将万用表的表笔分别与电容器的两端相接,若指针偏转后有返回到接近于起始位置的地方,则说明质量;若指针回不到起始位置,停在标度盘某处,则说明;若指针偏转到零位置不再回去,说明;若指针根本不偏转,说明。
二、课后练习:1、电容器的单位是()A、法B、亨C、安D、伏2、电解电容器在使用时,下面说法正确的是()A、电解电容器有极性,使用时应使负极接低电位,正极接高电位。
B、电解电容器有极性,使用时应使正极接低电位,负极接高电位。
C、电解电容器与一般电容器相同,使用时不用考虑极性。
D、一个电解电容器在交、直流电路中都可使用。
3、一个电容器外壳上,标有“400μF,50V”,则该电容器两端加上25V电压时,其电容量为()A.200μF B、400μF C、800μF D、04、有一电容C=100μF的电容器,充电到U=6V,它带的电量是()A、6×10-4CB、600CC、6×10-2CD、6×10-1C5、某电容器的电容为C,如果不带电时它的电容是()A、0B、CC、小于CD、大于C6、一个电容为C的平行板电容器与电源相连,开关闭合后,电容器极板间的电压为U,极板上的电荷量为q,在不断开电源的情况下,把两极板间的距离拉大一倍,则A、U不变,q和C都减小一半B、U不变,C减小一半,q增大一倍C、q不变,C减小一半,U增大一倍D、q、U都不变,C减小一半7、当用万用表的红、黑表笔接触电容器的两端时,指针迅速向右偏转到最大然后返回,但返回不到起始位置A、电容内部开路B、电容短路C、电容漏电D、电容质量完好高考回顾1、(2011)当万用表选择开关置于R×1K挡时,将表笔与电容器两端相接,若指针转到0位置后不再回去,说明电容器()A、漏电B、内部断路C、内部短路D、质量好2、(2011)某电容器充电后两极电压为10V,所带电量为9C,则它不带电时的电容为()A、9FB、0.9FC、90FD、03、(2012)用万用表的R×1K挡检测一只10μF电容器时,将表笔搭接在电容器两端,若发现指针迅速右偏后,逐渐退回到起始位置,则说明电容器()A、已击穿B、漏电C、内部断路D、质量好4、(2013)给一电容器充电,电压从2V充到4V,则()A、电容量增加一倍B、电容量减少一半C、电荷量增加一倍D、电荷量减少一半第二节磁场一、基础知识1、具有吸引、、等物质的性质称为磁性,具有磁性的物质称为。
第三节电感
一.电感的定义
电感是导线内通过交流电流时,在导线的内部及其周围产生交变磁场,并会对这个电磁场中的导线产生作用,这个作用称为电磁感应。
为了加强这个电磁感应,人们常将绝缘的导线绕成一定圈数的线圈,为了方便起见,我们把这种线圈称为电感。
二.电感的单位
电感的单位是“亨利”用字母“H”表示,电感用“L”表示。
电感的单位换算:1H = 103mH 毫亨= 106uH 微亨=109Nh 纳亨
三.电感的电路符号
四.电感的分类
按按装形式分类: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。
按工作频率分类:高频线圈、低频线圈。
按结构特点分类:磁芯线圈、可变电感线圈、无磁芯线圈等。
五.电感的识别
手机信号部分的电感大多为白色,体积小,厚度薄。
升压电路中的电感大多为黑色,体积大并且厚度厚。
部分有天蓝色的电感和黑白相间、黑绿相间的电感、蓝绿相间的电感。
六.电感的作用
a. 通直流阻交流电感拉直后相当一条导线可以让直流通过,电感对交流信号有较强的阻碍
作用。
b.通低频阻高频电感可以让低频信号通过对高频有较强的阻碍.在手机上用于听筒、振铃
等电路。
c.滤波电感在线路中有一端接地或与电容组合主要起滤波作用。
d.振荡手机主板上的升压电路中的电感主要起振荡作用。
七..电感的特性
1.自感
当导体中的电流发生变化时,它周围的磁场就随着变化,并由此产生磁通量的变化,因而在导体中就产生感应电动势,这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化,此电动势即自感电动势。
这种现象就叫做自感现象。
2. 互感
当一线圈中的电流发生变化时,再临近的另一线圈中产生感应电动势,叫做互感现象互感现象也叫耦合.
八.电感的好坏测试方法
数字万用表的二极管档<蜂鸣档>测试电感的两端,如果阻值在0欧姆左右表明是好的,如果所测的阻值为无穷大,表明电感开路。
九.电感的代换原则
a.振荡电感要原值代换
b.普通的贴片电感只要体积、大小和颜色一样可以代换
十.电感的感抗
感抗指电感对交流信号有一定的阻碍作用,我们把这种阻碍称为感抗。
单位是欧姆感抗的公式X L = 2πfL
电抗指电容和电感共同对交流信号的阻碍作用。
单位是欧姆
阻抗指电阻、电容、电感对交流信号的阻碍作用。
单位是欧姆
十一.电感在手机中的运用
1.听筒
英文:REC EAR SPK
实物
作用:主要实现声/电转换,保证通话的正常运行。
好好坏测试方法:用数字万用表的二极管档测试听筒的两端,正常值在32欧姆左右<28欧之45欧>听筒在实物中体积比振铃小,但阻值大.运用中靠近耳朵.,声音小。
2. 振铃<又称振铃器、喇叭、扬声器>
英文:SPK BUZZ BUZZER 实物
作用:主要实现电/声转换,主要运用播放手机中MP3和MP4的声音。
好坏测试方法用数字万用表的二极管档测试振铃的两端,正常值在10欧姆左右<7欧之20欧>.振铃在实物中体积比听筒大,但阻值小.现在的手机上大多有二个、四个喇叭。
3.振动<又称马达、振动器>
英文:VIB MOTOR 电路符号实物
作用:主要实现电能/机械能的转换,用于手机的告警电路.提示电话、短信、定时等。
好坏测试方法给振动的两端加2伏左右的电压,看振动是否工作。
如果振动工作表明
是好的,反之则坏。
以上听筒、振铃、振动的内部实质为电感线圈。
在连接方式中可以不用分正负极,但是在工厂里要求红线接正极,黑线接负极。
不能有短路现象,并且焊点要圆滑、饱满。
不能有毛刺,线头不能发黑和破损。
前期手机有听筒和振铃共用的,所以听筒有SPK 而振铃也有SPK 。
它的运用原理是利用它们工作时间差,从而降低成本。
十二. 电感的计算
L 总=L1+L2=10nH+10nH=20nH 电感的串联越串越大
总结
电感的学习重点
1 、电感的单位、单位换算和电路符号
2、电感的识别和好坏判断、测试方法
3、听筒、振铃、振动的运用和好坏测试
思考:
1、如何在主板上区分黑色的电阻和黑色的电感?
2、手机上的听筒和振铃如果装反了出怎样呢?
3、振荡电感在主板上坏了可以飞线吗?
L1 L2
10nH 10nH L1 L2 10nH 10nH 1/L 总=1/L1+1/L2=1/10nH+1/10nH=1/5nH L 总=5nH
电感的并联越并越小。