2.电容元件的应用
(1)电容器的检测 电容器的主要故障是:击穿、短路、漏电、容量减小、变质及破损等。
1)外观检查 观察外表应完好无损,表面无裂口、污垢和腐蚀,标志应清晰,引出电极无折伤;对可调电容器应转动灵活,动定片间无碰、擦现象,各联间转动应同步等。
2)测试漏电电阻 用万用表欧姆档(R×100或R×1k档),将表笔接触电容的两引线。刚搭上时,表头指针将发生摆动,然后再逐渐返回趋向R=∞处,这就是电容的充放电现象(对0.1μF以下的电容器观察不到此现象)。指针的摆动越大容量越大,指针稳定后所指示的值就是漏电电阻值。其值一般为几百到几千兆欧,阻值越大,电容器的绝缘性能越好。检测时,如果表头指针指到或靠近欧姆零点,说明电容器内部短路,若指针不动,始终指向R=∞处,则说明电容器内部开路或失效。
5000pF以上的电容器可用万用表电阻最高档判别,5000pF以下的小容量电容器应另采用专门测量仪器判别。
3)电解电容器的极性检测 电解电容器的正负极性是不允许接错的,当极性标记无法辨认时,可根据正向联接时漏电电阻大,反向联接时漏电电阻小的特点来检测判断。交换表笔前后两次测量漏电电阻值,测出电阻值大的一次时,黑表笔接触的是正极。(因为黑表笔与表内的电池的正极相接)。
4)可变电容器碰片或漏电的检测 万用表拨到R×10档,两表笔分别搭在可变电容器的动片和定片上,缓慢旋动动片,若表头指针始终静止不动,则无碰片现象,也不漏电;若旋转至某一角度,表头指针指到0Ω,则说明此处碰片,若表头指针有一定指示或细微摆动,说明有漏电现象。
(2)电容器的选用方法
1)选择合适的型号 根据电路要求,一般用于低频耦合、旁路去耦等,电气性能要求较低时,可以采用纸介电容器、电解电容器等。
晶体管低频放大器的耦合电容器,选用1~22μF的电解电容器。旁路电容器根据电路的工作频率来选,如在低频电路中,发射极旁路电容选用电解电容器,容量在10~220μF之间;在中频电路中,可选用0.01~0.1μF的纸介、金属化纸介、有机薄膜电容器等;在高频电路中应选择高频瓷介质电容器;若要求在高温下工作,则应选玻璃釉电容器等。
在电源滤波和退耦电路中,可选用电解电容器。因为在这些使用场合,对电容器性能要求不高,只要体积不大,容量够用就可以。
对于可变电容器,应根据电容统调的级数,确定应采用单联或多联可变电容器,然后根据容量变化范围、容量变化曲线、体积等要求确定相应品种的电容器。
2)合理确定电容器的容量和误差 电容器容量的数值,必须按规定的标称值来选择。
电容器的误差等级有多种,在低频耦合、去耦、电源滤波等电路中,电容器可以选±5%、±10%、±20%等误差等级,但在振荡回路、延时电路、音调控制电路中,电容器的精度要稍高一些;在各种滤波器和各种网络中,要求选用高精度的电容器。
3)耐压值的选择 为保证电容器的正常工作,被选用的电容器的耐值不仅要大于其实际工作电压,而且还要留有足够的余地,一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器。
4)注意电容器的温度系数,高频特性等参数 在振荡电路中的振荡元件、移相网络元件、滤波器等,应选用温度系数小的电容器,以确保其性能。
在高频应用时,由于电容器自身电感,引线电感和高频损耗的影响,电容器的性能会变坏。表1.8列出了一些电容器的最高使用频率范围,供选用电容器时参考。
表1.8 电容器的最高使用频率范围
电容器类型 |
最高使用频率(MHz) |
等效电感(10-3μH) |
小型云母电容器 |
150~250 |
4~6 |
圆片型瓷介电容器 |
200~300 |
2~4 |
圆管型瓷介电容器 |
150~200 |
3~10 |
圆盘型瓷介电容器 |
2000~3000 |
1~1.5 |
小型纸介电容器 (无感卷绕) |
50~80 |
6~11 |
中型纸介电容器 (0.022μF) |
5~8 |
30~60 |
1.6.3电感元件的识别与应用
1.电感元件的识别
(1)电感的分类、特点及用途 线圈的品种繁多,按功能来分,有高频阻流圈、低频阻流圈、调谐线圈、滤波线圈、提升线圈、稳频线圈、补偿线圈、天线线圈、振荡线圈及陷波线圈等;按结构来分,有单层螺旋管线圈、蜂房式线圈、铁粉芯或铁氧体芯线圈线圈、铜芯线圈等。
常用的电感元件的外形、特点与应用如表1.9所示
表1.9 常用电感元件的外形、特点与应用
名称及实物图 |
特点与应用 |
单层螺旋管线圈
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蜂房式线圈
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体积小,分布电容小,电感量大,多用于收音机中波段振荡电路。 |
铁粉芯或铁氧体芯线圈
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为了调整方便,提高电感量和品质因数,常在线圈中加入一种特制材料(铁粉芯或铁氧体),不同的频率,采用不同的磁芯。利用螺纹的旋动,可调节磁芯与线圈的位置。从而也改变了这种线圈的电感量。多用于收音机的振荡电路及中频调谐回路。 |
铜芯线圈
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为了改变电感量和调整可靠方便、耐用,在一些超短波范围用的线圈常采用铜芯线圈,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量。多用于电视机的高频头内。 |
阻流圈
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(a)高频阻流圈的电感量较小,分布电容和介质损耗小,用来阻止高频信号通过而让较低频率的交流信号和直流通过。通常采用陶瓷和铁粉芯作骨架。 (b)低频阻流圈具有较大的电感量,线圈中都插有铁芯,常与电容元件组成滤波电路,消除整流后残存的一些交流成分而只让直流通过。 |
(2)电感线圈的主要参数 电感线圈的主要参数有两项:电感量L品质因数Q。在实际应用中,根据电路图的要求选用电感线圈时,必须了解电感线圈的主要参数。
1)电感量L 线圈的电感量L也称为自感系数或自感,是表示线圈产生自感应能力的一个物理量。当线圈中及其周围不存在铁磁物质时,通过线圈的磁通量与其中流过的电流成正比,其比值称为电感量。
2)品质因数Q 线圈的品质因数Q是表示线圈质量的一个物理量。它是指线圈在某一频率的交流电压下工作时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。即
式中:L为线圈的电感量;R为当交流电的频率是f时的等效损耗电阻。f较低时,可认为R等于线圈的直流电阻;f较高时,R应是包括各种损耗在内的总等效电阻。
在谐振电路中,线圈的Q值越高,回路的损耗越小,因而电路的效率越高。线圈的Q值的提高,往往受一些因素的限制,如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、屏蔽罩或铁芯引起的损耗、高频趋肤效应的影响等。线圈的Q值通常为几十至几百。
3)分布电容 线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩(有屏蔽罩时)间、线圈与磁芯、底板间存在的电容,均称为分布电容。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。
2.电感元件的应用
(1)在使用线圈时应注意不要随便改变线圈的形状、大小和线圈间的距离,否则会影响线圈原来的电感量。尤其是频率越高,圈数越少的线圈。
(2)线圈在装配时互相之间的位置和其它元件的位置,要特别注意,应符合规定要求,以免互相影响而导致整机不能正常工作。
(3)可调线圈应安装在机器的易于调节的地方,以便调整线圈的电感量达到最理想的工作状态。