电容和电感的测量方法

电感的测量方法

首先理解一下，测量的定义，为什么要测量，测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。测量是对非量化实物的量化过程。总结一下：就是一个量化的过程，为什么要量化呢，量化后就可以记录下来，做为一个照参物体，形成一个标准化管理，方便于大家交流，记忆。具有一个统一性的管理。电感测量，也就是测量电感量，品质因数，额定电流、直流阻抗及电感封装的尺寸大小,耐温及可焊性。

电感器电气性量，简单的可以用万用表，测试电感直流阻抗，通断情况，（最好有一个良品做参照物与被测试品值做比较）但如果电感内部有匝间短路就比较难测试出来。所以用万用表只能粗略的测量出其好与坏，如果有条件的话可以用电桥进行电感量的测试，品质因素，及额定电流、直流阻抗的测试。

电感封装尺寸大小，则用卡尺依据电感尺寸图对尺寸大小一一进行测量。看其是否在对应的尺寸误差公差之内。

其可焊性是否良好，最好是装被测试品直接过波峰炉，看经过波峰炉后的电感焊接情况，可焊性是否良好，也不是电感单方面的问题，可焊性跟锡、助焊剂有关，波峰温度有密切关系。下面介绍一下简单的电感测量方法：

1.准备工作：电感测试工具（电感测量仪器TH2810或1062）

如上图：电感测量仪器一台，接通电源按下电源开关键，仪器进入自检状态（3-5秒），开机后，让机器预热一段时间。

2.电感测试量设定介面：

如上图：电感测量仪器设定如上参数：设定为L电感测试档位。一般没有特殊要求，设定测试频率为1K及测试电压为0.25V或0.3V

仪器调试步骤：

1）开机仪器自检后，设定测试电感步骤：仪器默认为C档，按PARA三次后，仪器进入L档测试。

2）设定测试电压条件步骤：仪器默认为1V , 按LEVEL一次，仪器设定为0.1V，按二次仪器设定为0.3V。

2）设定测试 频率条件步骤：仪器默认为1KHZ , 按FREQ一次，仪器设定为10KHZ，按二次仪器设定为100HZ,按三次仪器设定为200HZ。

电子测量方法与测量仪器7——电容电感测量

(三) 电容、电感测量

电容器的参数很多，通常有：电容量、耐压、漏电、等效电感、损耗、频

率特性、温度稳定性、等效串联电阻（超大容量电容器）等；电感器的参数有：

电感量、漏感、等效电阻、损耗、频率特性、饱和电流、最大功率等。在故障诊

断以及电器维修中更换元器件时，需要对这些参数予以全面考虑。但是一般条件

下，元器件上只会标明电容量或电感量、电容器的耐压值等，普通仪器也只能测

量到这些基本参数，其他的参数只能靠选用规定类型、规格的电容器或电感器来

保证。

电容器的种类很多，依其中使用的绝缘介质材料不同可分为：纸介电容、

金属化纸介电容、云母电容、瓷介电容、涤纶薄膜电容、聚本乙烯薄膜电容、钽

电解电容、铝电解电容、双电层电容等。大多数电容器没有正负极之分，容量一

般都在1uf以下，一般适合在较高频率的场合使用；电解电容器的容量可以做到

104uf，超大容量的双电层电容器（EDLC）其容量可以做到法拉级，但都有极性，

适合低频场合使用，容量测量方法与无极性电容器不同。电感器一般有空心、磁

心、铁心之分，但电感量的测量方法一般没有区别。

(1) 无极性电容器、电感器的测量

电容量、电感量的测量可归结为复阻抗虚部的测量。由于实际的电容器或

电感器都不是理想的纯参数元件，不可避免地存在损耗电阻、（电感器）分布电

容、（电容器）等效电感等，应看成是一个阻抗元件。在专用的数字化电容、电

感测量仪器中，一般使用正弦交流电压tVmtvωsin)(=作为测量电源，在被测阻

抗两端产生交流压降，并通过对波形的同步检波，实现相位分离，得到对应的实

部电压Vr和虚部电压Vx。通过Vr和Vx就可以换算出被测阻抗的L或C数值，

以及损耗情况，并通过LCD以数字方式直接显示，因此是一种综合的测试仪器，

可以对被测阻抗元件进行全面的性能测试和分析。

一些数字式万用表也具有电容、电感值测量功能，但在测量电容或电感时，

一般都把被测元件当作是纯参数元件，采用较简单的“电容——电压变换”或“电感——电压变换”的方法测量电容器容量和电感器电感量。图（3-20）所示是

电阻、电容和电感

王传芳/*************************1、电流信号的四种表示方式：

2、纯电阻电路中电流与电压的关系：

3、纯电感电路中电流与电压的关系：

上图所示的电感，当电感线圈有电流𝑖时，根据线圈的绕制方向（右手法则），会产生一个磁场𝐵⃑ ，当电流变化时，线圈会产生一个感应磁场，感应磁场会抵制原磁场𝐵⃑ 的变化，这个感应磁场就产生了电感两端的电压：

4、纯电容电路中电流与电压的关系：

通过电容的电流与电容两端电压的基本关系式：

𝒖=𝑳𝒅𝒊𝒅𝒕 电流的变化是电感两端电压的原因。𝑑𝑖𝑑𝑡>0时，感应电压与𝑢方向相同，𝑑𝑖𝑑𝑡<0时，感应电压与𝑢方向相反。

若 𝑖=𝐼sin𝜔𝑡

则 𝑢=𝐿𝑑𝑖𝑑𝑡=𝐿𝜔𝐼cos𝜔𝑡=|𝑋𝐿|𝐼sin(𝜔𝑡+90°) =𝑈sin(𝜔𝑡+90°)

𝑈=𝐼𝑋 =𝐼j|𝑋𝐿|

或者 𝐼=𝑈/𝑗|𝑋𝐿| =𝑈/𝑋 • 频率相同

• 相位相差90度（电压超前电流90°）

𝑖=𝐼sin𝜔𝑡

𝑢 =𝑈sin(𝜔𝑡+90°)

若 𝐼=𝐼∠0°

则 𝑈=𝑈∠90° =𝐼|𝑋𝐿|∠90°∠0° =𝐼𝑗|𝑋𝐿|

• 复数形式的欧姆定律：

𝒊=𝑪𝒅𝒖𝒅𝒕 电容两端的电压是通过其电流的时间累积效应

若 𝑢=𝑈sin𝜔𝑡

则 𝑖=𝐶𝑑𝑢𝑑𝑡=𝐶𝜔𝑈cos𝜔𝑡=𝑈cos𝜔𝑡1/𝐶𝜔=𝑈cos𝜔𝑡|𝑋𝐶|=𝑈sin(𝜔𝑡+90°)/|𝑋𝐶|=𝐼sin(𝜔𝑡+90°) 或者 𝒖=𝟏𝑪∫𝒊𝒅𝒕

• 频率相同

• 相位相差90度（电压落后电流90°）

𝑖=𝐼sin𝜔𝑡

𝑢 =𝑈sin(𝜔𝑡+90°)

3.1 电容器和电容

教学目标

1.理解电容器的概念、了解常见电容器的种类、外形和参数。

2.了解电容器充、放电电路的工作过程及特点。

3.能够根据要求，正确选择利用串联、并联方式获得合适的电容。

教学重点、难点分析

重点：

电容器的并联和串联。

难点：

电容器充电和放电电路的工作过程。

教具

电容器充、放电电路，电化教学设备。

教学方法

讲授法，实物教学，多媒体课件。

教学过程

Ⅰ.导入

复习旧课：串联电路、并联电路的特点。

本次课的学习内容主要是电容器基本的连接方式——电容器的串联和并联，电容器的充电和放电过程。

II.新课

一、电容器和电容

1.电容器

任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都可以看作电容器。

2.电容

电容器表征电容器容纳电荷本领的物理量，用字母C表示

QCU

式中：Q为电容器上所带电荷，单位库[仑](C)；U为电容器两端的电压，单位是伏[特](V)；C为电容，单位是法[拉](F)。 电容常用的单位有微法(μF)和皮法(pF)。

二、电容器的主要参数

1.标称容量

电容器上所标明的电容量的值。

2.误差

电容器实际电容值与标称电容量之间的误差。允许误差分为五级，00级允许误差1%，0级允许误差2%，Ⅰ级允许误差5%，Ⅱ级允许误差10%，Ⅲ级允许误差20%。

3.额定工作电压

电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作所承受的最大直流电压，又称耐压。

4.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。该值越小越好。

5.绝缘电阻

用来表明电容漏电大小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。

6.损耗

在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量，主要来自介质损耗和金属损耗。

7.频率特性

电容器的电参数随电场频率变化而变化的性质。

三、电容器的种类

固定电容器

可变电容器

微调电容器。

四、电容器的连接

1.电容器的串联

电容器串联电路的特点：