电阻电容电感的选用(电阻电容电感)
电阻
电阻是一个限流元件,将电阻接在电路中后,电阻的阻值是固定的,一般是两个引脚,它可以限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的,即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。单位为欧姆Ω。实际器件如灯泡,电热丝,电阻器等均可表示为电阻器元件。电阻元件的电阻值大小一般与温度,材料,长度,还有横截面积有关,衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数,其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能,也可说它是一个耗能元件,电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说,交流与直流信号都可以通过电阻。金属导体温度越高,电阻越大,温度越低,电阻越小。超导现象:当温度降低到一定程度时,某些材料电阻消失。
参数:
标称阻值 标称阻值通常是指电阻器上标注的电阻值。电阻值的基本单位是欧姆用"Ω"表示。在实际应用中,还常用千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)来表示。 兆欧(MΩ)、千欧(kΩ)与欧姆(Ω)之间的换算关系是: 1MΩ=1000kΩ 1kΩ=1000Ω ;
额定功率 额定功率是指电阻器在交流或直流电路中,在特定条件下(在一定大气压下和产品标准所规定的温度下)长期工作时所能承受的最大功率。 电阻器的额定功率值也有标称值,一般分为1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、4W、5W、10W等(1/4 W指的是这个电阻的额定功率,如果通过这个电阻的电流过大,超过电阻的额定功率,电阻就会被烧坏,不能正常工作。所以选择电阻的时候在考虑阻值的同时,一定要还要考虑电阻的额定功率)。例如:电源4V,负载灯泡3V,300MA,选择限流电阻,可得电阻压降是1V,电流是300MA,阻值是1V/0.3A=3.33欧,电阻消耗的功率为 1V*0.3A=0.3W,所以在确定了阻值3.33欧以后,还要选择功率1/2W及以上的电阻。
允许偏差 一只电阻器的实际阻值不可能与标称阻值绝对相等,两者之间会存在一定的偏差,我们将该偏差允许范围称为电阻器的允许偏差。 允许偏差小的电阻器,其阻值精度就越高,稳定性也好,但其生产成本相对较高,价格也贵。 通常,普通电阻器的允许偏差为±5%、±10%、±20%,而高精度电阻器的允许偏差则为±1%、±0.5%。
电容
将两块金属板互相靠近但不接触,若金属板与一个电池的正负极分别连接,在刚接通的一瞬间有电流流动,然后静止,这个过程称为充电,两片金属片中各存有正电荷与负电荷相互吸引,不会消失。电容具有储存电荷之功能,此两片带电体构成一电容。再用一导线相连,在一瞬间有电流放出,称之为放电。电容的单位是法拉 ,在实用上电容的单位是uf或者pF。在电容上的标示数值有两个,一为电容的大小,常以数字表示,另一个为电容的耐压值,此为电容器所能承受的最大电压值,例如 200v 470uf。
电容的作用:
1.隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。原因:电容器不能通过直流电,因为在直流电路中,直流电方向不会变,电容器在直流电中相当于无限大的电阻,所以不能通过直流电。电容器由两端的极板和中间的绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。不过这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)的前提条件下的。在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,交流电流是通过电场的形式在电容器间通过的。
2.旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。旁路电容的作用就是滤除杂波的作用,可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路滤掉的电容。对于同一个电路来说,旁路电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦也称退耦电容是把输出信号的干扰作为滤除对象。可以解决信号相互干扰等作用。旁路电容,又称为退耦电容,是为某个器件提供能量的储能器件,它利用了电容的频率阻抗特性(理想电容的频率特性随频率的升高,阻抗降低),就像一个水塘,它能使输出电压输出均匀,降低负载电压波动。
3.耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
4.滤波:根据Z=1/2兀fc,即频率f越大,电容的阻抗Z越小。当低频时,电容C由于阻抗Z比较大,有用信号可以顺利通过;当高频时,电容C由于阻抗Z已经很小了,相当于把高频噪声短路到GND上去了。
滤波作用:理想电容,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。电解电容一般都是超过 1F ,其中的电感成份很大,因此频率高后反而阻抗会大。我们经常看见有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,其实大的电容通低频,小电容通高频,这样才能充分滤除高低频。电容频率越高时候则衰减越大,电容像一个水塘,几滴水不足以引起它的很大变化,也就是说电压波动不是你很大时候电压可以缓冲。
5.温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。
6.计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
7.调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。
8.整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
9.储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一
天。
万用表测量电容
在表盘的左下角有一个大写的“F”标志,它就表示测量电容的档位,是以电容的国际单位法拉命名的,把表针旋转至大于所测电容容量大小的量程,其实越接近越好,为了便于操作,我们直接使用了万用表的最大量程,除此之外还需要看下表针的位置需不需要更改,一般黑表笔的位置有固定的标志“COM”,所以我们只需要改变一下红表笔的位置就可以了,而电容的符号为“C”,万用表上有一个“Cx”我们把红表笔插到这个表孔中。
我们可以看到在万用表的显示屏上显示出此时测量出来的电容的大小为109uf,在数字前面也没有“-”标志。在用万用表测量电容的时候不用区分电容的极性,并不代表电容焊接到电路板上是不区分极性,如果电容焊到电路板上,不小心焊反的话很容易导致电容爆炸。
电感
是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。电感器具有一定的电感,它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下,电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下,电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。
电感器的特性与电容器的特性正好相反,它具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性。直流信号通过线圈时的电阻就是导线本身的电阻压降很小;当交流信号通过线圈时,线圈两端将会产生自感电动势,自感电动势的方向与外加电压的方向相反,阻碍交流的通过,所以电感器的特性是通直流、阻交流,频率越高,线圈阻抗越大。电感器在电路中经常和电容器一起工作,构成LC滤波器、LC振荡器等。另外,人们还利用电感的特性,制造了阻流圈、变压器、继电器等。通直流:指电感器对直流呈通路关态,如果不计电感线圈的电阻,那么直流电可以“畅通无阻”地通过电感器,对直流而言,线圈本身电阻很对直流的阻碍作用很小,所以在电路分析中往往忽略不计。阻交流:当交流电通过电感线圈时电感器对交流电存在着阻碍作用,阻碍交流电的是电感线圈的感抗。
万用表测量电感
电感元件是用漆包线在磁片(或磁环)上绕制成的线圈,再经过表面封装处理后形成的器件。由于电感线圈铜线的直流阻抗很小,基本上接近直通。所以,用数字万用表检测电感元件时就根据这一特点,选择电阻的最低挡,以测量其通/断的方法来判断好坏。将数字万用表拨到标有“n”符号的挡位,选定“二极管带蜂鸣器”的量程挡。用数字万用表的两表笔分别去接触电感元件两端的焊点,由于电感元件没有正负之分,所以表笔也就不分正负。在这一步的操作过程中,表笔接触电感元件两端焊点的时间不能太短,否则容易引起错误判断。如果液晶屏上显示的读数为稳定不变的“0”或者很接近“0”,并且蜂鸣器在测试过程中一直响,这个被测的电感元件就是好的;如果读数显示为溢出符号“1”(即“∞”),则表明该电感元件已经断路损坏;如果在测试过程中液晶屏上显示的数字闪变不定;蜂鸣器时响时不响,多数情况是该元件的焊点有虚焊或脱焊现象,应补焊后再测。
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