通路电阻测量方法图解(在路测量元件电阻值的技巧)

在检修电器时, 常需测量电路中某些元件或支路的电阻值。初学者通常认为只有将元件取下来才能测量,其实在很多情况下不需要取下元件即可在路测量。

一、粗略判断是否开路或短路

如怀疑电器中某元件损坏(开路或击穿短路),可粗略测其在路电阻值加以判断。例如:有些二极管和三极管工作在大电流、高电压的场合,较易损坏。检修时,为迅速作出判断,可将电路断电后,用万用表直接测量二极管的正反向电阻。如阻值均很大,说明已开路;如阻值均很小,有可能已击穿短路。此时还要查看是否有阻值很小的元件与之并联,如有,则需焊开二极管一端后再检测。三极管也可同理检测。电路中的一些保险、限流电阻,其阻值一般很小,且易烧坏开路。因它们一般串接在电源和负载之间,在电路断电的情况下,可在路直接检测。如测得的阻值小于或等于标称值,则电阻正常;如远大于其标称阻值,说明已开路。

二、在路精确测量元件阻值

有些元件是可以在路直接测得其精确阻值的。如图 1 所示为某开关电源等效电路的一部分,因有电容、开关等直流电阻为无穷大的元件将电阻与电路的其他部分隔开, 断电后在路测量R1、R2的阻值和取下来测量是一样的。

通路电阻测量方法图解(在路测量元件电阻值的技巧)(1)

有些元件虽不能直接测量,但可间接测得其准确阻值。如图2所示,若元件1 和元件2均为线性元件,在已知元件1的阻值R1的情况下,只需通电测得元件 1和元件2的端电压U1和U2。根据串联电路的特性I1=I2以及欧姆定律可知:元件的端电压与其电阻值成正比例,故只需测得 U1 和 U2 的值,即可求得元件 2 的电阻值。

通路电阻测量方法图解(在路测量元件电阻值的技巧)(2)

三、电容器对测量的影响

(一)未充电电容器对测量的影响

图 1 中,C1在电路通电时已充电,断电后在路测量R1和R2的电阻值时,万用表内的电池还会给C1充电。C1上的电荷会使流过表头的电流增大,指针式万用表的指针偏转角度偏大,此时读得的电阻值偏小。由于C1的电容量较大,充电时间常数 τ 较大,充电比较缓慢, 在 C1 充电的过程中,万用表指针的偏转角度会逐渐减小。因此,要在万用表的指针静止后才能读得较准确的电阻值。

(二)已充电电容器对测量的影响

有些电路的工作电压较高,电路中又有较大的电容,放电速度很慢,会使在路粗略测量元件的电阻值时产生较大的误差,引起误判。有时,甚至会在检测过程中损坏测量仪表,造成不必要的损失。所以,在路检测元件的电阻值时,应先将这些电容器作放电处理。例如图1,检测R1或R2阻值时必须先将 C1进行放电。因C1工作时充了电,其端电压可高达300V,而且放电时间常数很大,τ≈(R1+R2)C1≈175s,电容放电完毕需经过(3~5)τ,约 10分钟左右,放电十分缓慢。放电时,在 R1、R2 上分别产生电压降 U1、U2,此时在路测量R1、R2 的电阻值就会产生很大的误差,甚至会烧坏万用 表和其他元件。

具体分析如下:

1、测得的电阻值小于实际值

通路电阻测量方法图解(在路测量元件电阻值的技巧)(3)

如果要测量图 1 中 R1 的阻值,将电路断电后(没 有对 C1 进行放电),用万用表的红表笔接 A 点,黑表笔接 B 点,如图 3 所示。U1 可看作一个电源(即 C1 上的压降在 R1 上的分压),它与表内的电池 E 顺串,电容器 C1 提供给表头的电流 IC 的方向和表内电池 E 提供的电流 Ie 的方向一致,使得流过表头的电流增大,万用表指针 的偏转角度增大,则测得的 R1 的电阻值偏小。当 IC 较大且 IC>>Ie 时,万用表指针的偏转角度会很大,有时甚 至会误以为 R1 短路。当 IC 过大(U1 过高)时,会导致流 过表头的电流远大于其满偏电流, 表针会急速摆动且 超过满刻度而将表针打坏,若表头没装保护电路,严重时会烧坏表头。

2、测得的电阻值大于实际值

通路电阻测量方法图解(在路测量元件电阻值的技巧)(4)

将上述测量过程中的红、黑表笔对调,即用万用表黑表笔接A点,红表笔接 B点时,如图4所示。由于U1与E反串,电容器 C1 提供给表头的电流 IC 的方向和表内电池 E 提供的电流 Ie 的方向相反, 使得流过表头的电流减小, 万用表指针的偏转角度减小, 则测得的 R1 阻值会偏大。当 U1 的值接近 E 时,指针几乎不偏转,R1会被怀疑断路。如果U1>E,会使万用表的指针反偏,轻则将指针打坏,重则烧坏表头。由此可见,在路检测元器件的阻值时,先对高压电容进行放电处理是很重要的。

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