电子元器件几乎无所不在,常见的电阻器、电感器、电容器分别有什么作用呢?又如何检测呢?
知识目标:
掌握电阻的基础知识,学会电阻识别与检测的方法
掌握电感的相关知识,学会电感识别与检测的方法
掌握电容的相关知识,学会电容识别与检测的方法
职业素养目标:
养成严谨科学的工作态度
养成团队协作精神
培养创新意识及创新能力
养成严谨认真的学习态度
在我们日常的生活中,电子元器件几乎无所不在,家用电器、计算机、手机等各种现代化的智能设备都能看到它们的影子。电子元器件是元件和器件的总称,电子元件是指在工厂生产加工时不改变分子成分的成品,如电阻器、电容器、电感器等,因为它本身不产生电子,它对电压、电流也没有控制和变换作用,所以又称无源器件。电子器件是指在工厂生产加工时改变了分子结构的成品,如晶体管、电子管、集成电路等,因为它本身能产生电子,对电压、电流有控制、变换作用(放大、开关、整流、检波、振荡和调制等),所以又称有源器件。
导体对电流所呈现的阻碍作用称为电阻。电阻器是电路中应用最广泛的一种元件,由电阻材料制成,有一定结构形式,由电阻体、骨架和引出端三部分构成,而决定其阻值的只有电阻体。电阻器在电路中的主要作用是调节和稳定电流和电压,即起降压、分压、限流、分流、隔离、过滤(与电容器配合)匹配和信号幅度调节等。电阻用“R”表示,单位是欧姆,用符号“Ω”表示。其他单位有:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)、吉欧(GΩ)等。电阻的单位换算关系为:1 GΩ=1 000 MΩ,1 MΩ= 1 000 kΩ,1 kΩ= 1 000 Ω。
普通电阻的命名方法如图2-1所示。
图2-1 电阻的命名方法
(1)电阻的直接标示法(图2-2)
电阻的直接标示法是将电阻器的阻值和误差等级直接用数字印在电阻器上,其允许误差直接用百分数表示,若电阻上未标注偏差,均为±20%。
电阻直接标示法通常适用于阻值较小的电阻。
图2-2 电阻的直标法
(2)电阻的文字符号标示法
电阻的文字符号标示法是将电阻器的标称阻值用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示的方法。例如:电阻器上标志符号为“6k8”表示电阻的阻值为6.8 kΩ。表示允许误差的文字符号:D、F、G、J、K、M与它们相对应的允许偏差分别为:±0.5%、±1%、±2%、±5%、±10%、±20%。例如:电阻器上标志50 ΩJ,表示电阻为50Ω,允许偏差为±5%。
(3)贴片电阻器的标示法
用三位数码表示标称值的标志方法称为数码标示法(图2-3)。从左到右,第1、2位为有效值,第3位为倍乘,即10的几次方,单位为欧姆Ω。例如:标有“223”,表示该电阻阻值为22 kΩ;如果电阻值带有小数或是纯小数,则用“R”表示“小数点”,R前为整数,R后为小数。例如:“8R20”表示贴片电阻器的阻值为8.2 Ω。
图2-3 贴片电阻器的标示法
(4)电阻的色环标示法
电阻的色环标示法如图2-4所示。
图2-4 电阻的色环标示法
(5)电阻的应用
电阻的应用方法如图2-5所示。
图2-5 电阻的应用
【 例 2-1 】计算图2-6所示电路中的电流 I ,已知 R 1 = 10 Ω, R 2 = 8 Ω, R 3 = 2 Ω, R 4 = 6 Ω,路端电压 U = 140 V。
图2-6 例2-1图
解 :
(6)检测电阻器的方法
检测电阻器的好坏时可使用万用表(图2-7),具体方法如下:首先将挡位置于电阻挡,然后根据被测电阻器标称的大小选择量程,将两表笔(不分正负)分别接电阻器的两端引脚,表针应指在相应的阻值刻度上,如果表针不动和指示不稳定或指示值与电阻器上的标示值相差很大,则说明该电阻器已损坏。
注意:测量电阻时,不能带电测量。
测量单个电阻时,不能在线测量,精确测量电阻阻值,可用单臂电桥。
单臂电桥的使用
电子元件的测试(电阻、电容、电感)
图2-7 可测试电阻的指针式万用表(左)和数字式万用表(右)
将绝缘的导线在磁环或磁棒上绕成一定圈数的各种线圈称为电感线圈或电感器。当一定数量变化的电流通过线圈时,线圈会产生感应电动势,其产生感应电动势大小的能力,称为电感量,简称电感。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。电感器是一种非线性元件,能够把电能转化为磁能而贮存起来。电感器一般由骨架、绕线、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等构成,它的结构类似于变压器,但却只有一个绕组。随着技术的不断进步,电感在封装方式上发生了很大的变化。在一些主板或显卡上已看不到由铜丝缠绕的“轮胎”式线圈,取而代之的是体积较小的封装立式电感线圈或是黑色塑料封装的屏蔽式电感,如图2-8所示。
图2-8 电感器的部分实物
电感器具有一定的电感阻止电流的变化。它在电路中的基本用途有:扼流、交流负载、振有抽头的荡、陷波、调谐、补偿、偏转等。电感的符号用字母“L”表示,电感的单位为亨利,简称亨,用字母H表示。其国际单位制是亨利(H),还有毫亨(mH)和微亨(μH)。
单位之间的换算关系为:1 H = 10 3 mH = 10 6 μH。
电感线圈的型号及命名方法如图2-9所示。
图2-9 电感线圈的型号及命名方法
电感标称值表示了线圈本身储存磁能的本领,同时也反映了电感器通过变化电流时产生感应电动势的能力。
对振荡线圈的要求较高,允许误差为0.2%~0.5%。
对耦合阻流线圈要求则较低,一般在10%~15%。
电感器的标称电感量和误差的常见标示方法有直接标志法和色标法,类似于电阻器的标注方法,单位是用微亨(μH)。
检测电感器好坏可采用以下方法进行:
(1)观察法
首先进行外观检查,看线圈有无松散,引脚有无折断、生锈现象。电感器的外部损坏主要有两种情况:一种是引脚断裂;另一种是贴片式电感器,有时还会出现龟裂和外封固层破裂现象,这些现象可以直观进行判断。
(2)万用表检测法
将万用表置于“R×1”挡,红、黑两表笔各接电感器的任一引出端,此时指针应向右摆动。根据测出的电阻值大小进行判别,若测得电阻值为零,则说明该被测电感器内部存在短路性故障;若被测电感器直流电阻的大小与骨架、导体结构有直接关系,只要能测出电阻值,则基本上认为被测电感器是正常的。
对于有金属屏蔽罩的电感器线圈,还需检查它的线圈与屏蔽罩间是否短路;对于有磁芯的可调电感器,螺纹配合要好。
电容器(图2-10)是在电路中用来储存电荷、容纳电荷的器件。和电阻、电感一样,电容器也是电路中的基本元器件。电容器简称为电容,它是一种能贮存电荷的容器,由于电荷的贮存意味着能量的贮存,因此也可说电容器是一个贮能元件,确切地说是储存电能,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时等。在数码相机中通常釆用贴片电容器,它是由两片靠得较近的金属片中间再隔以绝缘物质而组成的。衡量电容器储存电场能量本领大小的参量称为电容量,用“C”表示,国际单位制中用法拉(F)、微法(μF)和皮法(pF)。
单位之间的换算关系为:1法拉(F)= 10 3 毫法(mF)= 10 6 微法(μF)= 10 9 纳法( nF)=10 12 皮法(pF)。
图2-10 常见的电容器
电容的型号命名方法如图2-11所示。
图2-11 电容的型号命名法
CJX-250-0.33-±10%:
C—主称:电容;
J—材料:金属化介质;
X—特征:小型;
250—耐压:250 V;
0.33—标称容量为0.33 μF;
±10%—允许误差为±10%。
常用电容器的图形符号及分类如图2-12所示。
图2-12 常用电容器的图形符号及分类
电容标称值的识别方法如图2-13和图2-14所示。图2-13中是各个级别所对应的电容允许误差,例如“02”表示电容的允许误差为±2%。
图2-13 电容标称值的识别方法
用J、K、M、N分别表示±5%、±10%、±20%、±30%;
用D、F、G分别表示±0.5%、±1%、±2%;
用P、S、Z分别表示±100%~0%、±50%~20%、±80%~20%。
图2-14中的电容标识为“HM222M”,最后的“M”即表示允许误差为±20%。
(1)直标法
将电容的容量直接标注于电容实物表面。如图2-15所示,电容所标注的“33 000 μF”,即表示该电容的阻值。
图2-14 电容标称值的识别
图2-15 电容的直标值
(2)文字符号法
将容量的整数部分写在容量单位标志符号前面,小数部分放在单位符号后面。如:3.3 pF标志为3p3,1 000 pF标志为1n,6 800 pF标志为6n8,2.2 μF标志为2μ2。
(3)数字标示法
体积较小的电容器常用数字标志法(图2-16)。一般用三位整数表示。第1位、第2位为有效数字,第3位表示有效数字后面0的个数,单位为皮法( pF),但是当第3位数是9时表示10 -1 。如:“224”表示容量为220 000 pF,“473”表示容量为47 000 pF,而“339”表示容量为33 ×10 -1 pF(3.3 pF)。
图2-16 数字标示的电容
(4)色标法
电容器的色标法原则上与电阻器类似,其单位为皮法(pF)。
电子元件的测试(电阻、电容、电感)
(1)电解电容器的检测
电解电容器的检测最主要的是容量和漏电流的测量。如正、负极标志脱落,还应进行极性判别。用万用表测量电解电容的漏电流时,可用万用表电阻挡测电阻的方法,量程可以用估测的方法选择。估测1 000 pF以上的皮法级电容的容量,大小用R×10 kΩ挡。1 000 pF或稍大一点的电容,只要表针稍有摆动,即可认为容量够了。万用表的黑表笔接电容器的“+”极,红表笔接电容器的“-”极,此时表针迅速向右摆动,然后慢慢退回,待指针不动时其指示的电阻值越大表示电容器的漏电流越小;若指针根本不向右摆,说明电容器内部已断路或电解质已干涸而失去容量。
(2)对中、小容量电容器的测试
对中、小容量电容器的测试无正、负极之分,绝缘电阻很大,因此漏电流很小。若用万用表的电阻挡直接测量其绝缘电阻,则表针摆动范围极小不易观察,用此法主要是检查电容器的断路情况。
对于0.01 μF以上的电容器,必须根据容量的大小,分别选择万用表的合适量程,才能正确加以判断。
如测300 μF以上的电容器可选择“R×10 k”或“R×1 k”挡;测0.47~10 μF的电容器可用“R×1 k”挡;测0.01~0.47 μF的电容器可用“R×10 k”挡等。
具体方法是:用两表笔分别接触电容的两根引线(注意双手不能同时接触电容器的两极),若表针不动,将表针对调再测,仍不动,说明电容器断路。
对于0.01 μF以下的电容器不能用万用表的欧姆挡判断其是否断路,只能用其他仪表(如Q表)进行鉴别。
(3)对可变电容的测试
对可变电容的测试主要是测量是否发生碰片(短接)现象。选择万用表的电阻(R×1)挡,将表笔分别接在可变电容器的动片和定片的连接片上。旋转电容器动片至某一位置时,若发现有直通(即表针指零)现象,说明可变电容器的动片和定片之间有碰片现象,应予以排除后再使用。
①电阻器的定义、作用、识别及检测方法。
②电感器的定义、作用、识别及检测方法。
③电容器的定义、作用、识别及检测方法。