第二章-電容與電感

1、 第二章第二章電容與電感電容與電感第一節(jié)第一節(jié)電容電容 第二節(jié)第二節(jié)電感電感本章小結本章小結 第一節(jié)第一節(jié)電容電容一、電容器一、電容器二、常見電容器二、常見電容器三、電容器的主要參數(shù)三、電容器的主要參數(shù)四、電容器標注方法四、電容器標注方法五、電容器好壞判斷五、電容器好壞判斷第二章第二章電容與電感電容與電感 天線線圈天線線圈（電感器）（電感器）雙聯(lián)電容器雙聯(lián)電容器 生活中我們常用收音機收聽廣播節(jié)目，你知道調(diào)臺時調(diào)的生活中我們常用收音機收聽廣播節(jié)目，你知道調(diào)臺時調(diào)的是什么嗎？當我們打開一個收音機后蓋，如圖所示，看到一個是什么嗎？當我們打開一個收音機后蓋，如圖所示，看到一個用銅導線繞制的器件，你知道

2、它是什么？在電路中有什么作用？用銅導線繞制的器件，你知道它是什么？在電路中有什么作用？又如何檢測判斷其好壞的嗎？它們就是我們在本章將要學習的又如何檢測判斷其好壞的嗎？它們就是我們在本章將要學習的電容器和電感器。本章主要講述有關電容器和電感器的知識，電容器和電感器。本章主要講述有關電容器和電感器的知識，包括元件認識、主要參數(shù)的識別及元件檢測等。包括元件認識、主要參數(shù)的識別及元件檢測等。收音機內(nèi)部實物圖收音機內(nèi)部實物圖 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一，電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一，在電子設在電子設備中備中廣泛應用于隔直、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)

3、廣泛應用于隔直、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)換和控制電路等方面。換和控制電路等方面。 一、電容器一、電容器 1電容器和電容電容器和電容 電容器是一種儲存電場能的元件，它由電容器是一種儲存電場能的元件，它由兩塊極板構成，兩極板之間為絕緣介質(zhì)，兩塊極板構成，兩極板之間為絕緣介質(zhì)，在兩極板上分別引出一根引腳，這樣就構在兩極板上分別引出一根引腳，這樣就構成一個電容器。在電力系統(tǒng)中常用電容器成一個電容器。在電力系統(tǒng)中常用電容器提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)以減少輸電線路提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)以減少輸電線路損耗和提高電源能量利用率。在電子設備損耗和提高電源能量利用率。在電子設備中，電容器是不可缺少的元件。中

4、，電容器是不可缺少的元件。第一節(jié)第一節(jié)電容電容 電容是電容器的一個工作參數(shù)，用于衡量其儲存電荷本領大電容是電容器的一個工作參數(shù)，用于衡量其儲存電荷本領大小的物理量。在右圖中，接通開關小的物理量。在右圖中，接通開關S，那么電容器的兩個極板上，那么電容器的兩個極板上就要儲存電荷，在其兩端就要形成電壓。如果電容器兩極板間電就要儲存電荷，在其兩端就要形成電壓。如果電容器兩極板間電壓為壓為U時，電容器任一極板所帶電荷量為時，電容器任一極板所帶電荷量為q，那么，那么 q與與U的比值定義為電容器的電容量，簡稱電容。的比值定義為電容器的電容量，簡稱電容。 用公式表示為用公式表示為 式中：式中： q個極板上的電

5、荷量，國際單位制單位個極板上的電荷量，國際單位制單位C（庫）（庫） U兩極板間的電壓，國際單位制單位兩極板間的電壓，國際單位制單位V（伏）（伏） C電容器的電容量，國際單位制單位電容器的電容量，國際單位制單位F（法）（法） 在實際應用中，法拉單位太大，常用較小的單位有在實際應用中，法拉單位太大，常用較小的單位有F (微法微法)、nF（納法）和（納法）和pF (皮法皮法)，其換算關系是：，其換算關系是：1 F106 F109 nF1012 pF qCU 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 sCd sd 需要指出的是，上式只表明電容器電容需要指出的是，上式只表明電容器電容C與與q 、U之間的聯(lián)之間的聯(lián)系，實質(zhì)電

6、容器的電容量系，實質(zhì)電容器的電容量C的大小與的大小與q 、U沒有關系，電容沒有關系，電容C的的大小只取決于電容器自身結構。在平行極板電容器中，電容大小只取決于電容器自身結構。在平行極板電容器中，電容C的的大小與兩極板有效面積成正比，與兩極板間距成反比，與兩極大小與兩極板有效面積成正比，與兩極板間距成反比，與兩極板間絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)成正比。即板間絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)成正比。即式中：式中：絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，國際單位制單位絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)，國際單位制單位F/m（法（法/米）米） 平行極板電容兩極板的正對面積，國際單位制單位平行極板電容兩極板的正對面積，國際單位制單位m2 平行極板電容兩極板之間的

7、距離，國際單位制單位平行極板電容兩極板之間的距離，國際單位制單位m(米米)C 平行極板電容，國際單位制單位平行極板電容，國際單位制單位F（法）（法） 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 2 2電容器符號電容器符號 電容器在電路圖中的電路符號如下表所示。電容器在電路圖中的電路符號如下表所示。電容器在電路圖中的電路符號表電容器在電路圖中的電路符號表 3 3常見電容器常見電容器 常見電容器外形如下圖所示。常見電容器外形如下圖所示。 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 云母電容器云母電容器電解電容電解電容 陶瓷電容器陶瓷電容器第一節(jié)第一節(jié)電容電容 薄膜電容器薄膜電容器 可變電容器可變電容器 微調(diào)電容器微調(diào)電容器第一節(jié)第一節(jié)電容電

8、容 三、電容器的主要參數(shù)三、電容器的主要參數(shù) 電容器主要參數(shù)有：標稱容量、允許偏差和額定電壓。電容器主要參數(shù)有：標稱容量、允許偏差和額定電壓。 1 1標稱容量標稱容量 電容器的外殼上標出的電容量值稱為電容器的標稱容量。電容器的外殼上標出的電容量值稱為電容器的標稱容量。電容器的標稱容量是一系列的標稱值，容量不是連續(xù)變化的。電容器的標稱容量是一系列的標稱值，容量不是連續(xù)變化的。在使用過程中可把多支電容器進行串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)使用。在使用過程中可把多支電容器進行串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)使用。 實驗證明，電容串聯(lián)時容量減小，其等效電容的倒數(shù)等實驗證明，電容串聯(lián)時容量減小，其等效電容的倒數(shù)等于各分電容倒數(shù)之和，可

9、寫成于各分電容倒數(shù)之和，可寫成 電容并聯(lián)時容量增加，其等效電容等于各分電容之和，電容并聯(lián)時容量增加，其等效電容等于各分電容之和，可寫成可寫成121111nCCCC12nCCCC第一節(jié)第一節(jié)電容電容 2允許偏差允許偏差 電容器的允許偏差常用的有電容器的允許偏差常用的有2%、5%、10%、20%等幾種。通常容量越小，允許偏差越小。等幾種。通常容量越小，允許偏差越小。 3額定電壓額定電壓 額定電壓又稱為耐壓，指的是在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，可以額定電壓又稱為耐壓，指的是在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，可以連續(xù)加在電容器上而不損壞電容器的最大直流電壓。在使用連續(xù)加在電容器上而不損壞電容器的最大直流電壓。在使用過程中，加在電

10、容器兩端的實際電壓不能超過此數(shù)值，否則過程中，加在電容器兩端的實際電壓不能超過此數(shù)值，否則可能燒壞電容器。常用的固定電容器工作電壓有可能燒壞電容器。常用的固定電容器工作電壓有10 V、16 V、25 V、50 V、100 V、160 V、250 V、400 V、2 500 V等。等。 特別要注意：電容器串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)使用時每個電容特別要注意：電容器串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)使用時每個電容兩端實際獲得的電壓不能超過其額定電壓。兩端實際獲得的電壓不能超過其額定電壓。 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 四、電容器標注方法四、電容器標注方法1直標法直標法直標法電容如圖所示。直標法電容如圖所示。電容直標法電容直標法 對于要

11、區(qū)分正負極的有極性電容，一般在有極對于要區(qū)分正負極的有極性電容，一般在有極性電解電容的外殼上標注有極性標志，部分新出廠性電解電容的外殼上標注有極性標志，部分新出廠的電解電容采用長引腳表示正極，短引腳表示負極的電解電容采用長引腳表示正極，短引腳表示負極即即“長正短負長正短負”。 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 2 2文字符號法文字符號法 使用文字符號法，容量的整數(shù)部分寫在容量單位的前面，使用文字符號法，容量的整數(shù)部分寫在容量單位的前面，容量的小數(shù)部分寫在單位符號的后面。允許偏差用文字容量的小數(shù)部分寫在單位符號的后面。允許偏差用文字D D（0.5%0.5%）、）、F F（1%1%）、）、G G（2%2%）、

12、）、J J（5%5%）、）、K K（10%10%）、）、M M（20%20%）、）、N N（30%30%）表示，如圖所示。）表示，如圖所示。 文字符號法文字符號法 此外，還用此外，還用（5%5%）、）、（10%10%）、）、（20%20%）表示）表示允許偏差。允許偏差。 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 3 3數(shù)碼法數(shù)碼法 一般用三位數(shù)字表示電容量的大小，其單位為一般用三位數(shù)字表示電容量的大小，其單位為pFpF。第一、二位為有效數(shù)字，第三位表示倍乘數(shù)，即有效第一、二位為有效數(shù)字，第三位表示倍乘數(shù)，即有效值后值后“0”0”的個數(shù)，如圖所示。的個數(shù)，如圖所示。數(shù)碼法數(shù)碼法 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 五、電容器好壞

13、判斷五、電容器好壞判斷 電容器一般常見的故障有：開路、短路、漏電和電容量減電容器一般常見的故障有：開路、短路、漏電和電容量減小等。對于容量較大的電容器，用指針式萬用表電阻檔可以判小等。對于容量較大的電容器，用指針式萬用表電阻檔可以判別電容器好壞，對其質(zhì)量進行定性分析。別電容器好壞，對其質(zhì)量進行定性分析。萬用表檔位選取原則：容量大，檔位?。蝗萘啃?，檔位大。一萬用表檔位選取原則：容量大，檔位??；容量小，檔位大。一般容量大于般容量大于47 F47 F選選R R 100100檔，容量大于檔，容量大于1 147 F47 F選選R R 1 K1 K檔，檔，容量小于容量小于1F1F選選R R 10 K10

14、K檔。檔。 首先短接電容兩支引腳（目的是釋放電容器儲存的電荷），首先短接電容兩支引腳（目的是釋放電容器儲存的電荷），然后把萬用表兩表筆并聯(lián)連接到電容兩支引腳上，觀察表盤指然后把萬用表兩表筆并聯(lián)連接到電容兩支引腳上，觀察表盤指針擺動情況：若指針偏轉(zhuǎn)后迅速回到起點，則該電容器是好的；針擺動情況：若指針偏轉(zhuǎn)后迅速回到起點，則該電容器是好的；若指針不動，則該電容器已開路；若指針指到若指針不動，則該電容器已開路；若指針指到“0 ”0 ”處不動，處不動，則已擊穿短路；若指針停在中間某刻度上，則該電容器漏電。則已擊穿短路；若指針停在中間某刻度上，則該電容器漏電。 第一節(jié)第一節(jié)電容電容 第二節(jié)第二節(jié)電感電感一

15、、電感器一、電感器二、電感器主要參數(shù)二、電感器主要參數(shù)三、電感器標注方法三、電感器標注方法四、電感器好壞判斷四、電感器好壞判斷 1 1電感器電感器 電感器是一種儲存磁場能量的元件。在電子技術電感器是一種儲存磁場能量的元件。在電子技術和電力系統(tǒng)中，常?？煽吹接脤Ь€繞制的線圈，如日和電力系統(tǒng)中，常?？煽吹接脤Ь€繞制的線圈，如日光燈鎮(zhèn)流器、收音機天線線圈等，這些線圈統(tǒng)稱為電光燈鎮(zhèn)流器、收音機天線線圈等，這些線圈統(tǒng)稱為電感線圈，也叫做電感器。在電路中常與電容器構成選感線圈，也叫做電感器。在電路中常與電容器構成選頻回路完成調(diào)諧選頻（如收音機選臺等）功能。頻回路完成調(diào)諧選頻（如收音機選臺等）功能。2 2常

16、見電感器外形和電路符號常見電感器外形和電路符號 電感器外形和電路符號如下圖所示。電感器外形和電路符號如下圖所示。 一、電感一、電感第二節(jié)第二節(jié)電感電感 常見電感器外形圖常見電感器外形圖 可變電感器可變電感器電感器電路符號電感器電路符號鐵心（或磁心）電感鐵心（或磁心）電感空心電感空心電感第二節(jié)第二節(jié)電感電感 二、電感器主要參數(shù)二、電感器主要參數(shù) 1 1電感量電感量 電感量電感量L L也稱自感系數(shù)，是用來表示電感元件自感應能力也稱自感系數(shù)，是用來表示電感元件自感應能力的物理量。當通過一個線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈中便會的物理量。當通過一個線圈的磁通發(fā)生變化時，線圈中便會產(chǎn)生感應電動勢，這就是電磁感

17、應現(xiàn)象（有關電磁感應的知產(chǎn)生感應電動勢，這就是電磁感應現(xiàn)象（有關電磁感應的知識將在下一章學習）。電動勢大小正比于磁通變化的速率和識將在下一章學習）。電動勢大小正比于磁通變化的速率和線圈匝數(shù)。自感電動勢的方向總是阻礙原電流變化的，猶如線圈匝數(shù)。自感電動勢的方向總是阻礙原電流變化的，猶如線圈具有慣性，這種電磁慣性的大小就用電感量線圈具有慣性，這種電磁慣性的大小就用電感量L L來表示。來表示。L L的國際單位制單位的國際單位制單位H H（亨利），實際用得較多的單位為（亨利），實際用得較多的單位為mHmH（毫（毫亨）和亨）和HH（微亨），其換算關系是：（微亨），其換算關系是： 1 H1 H10103

18、3 mH mH 10106 6 H H 同電容器一樣，空心電感器（也叫做線性電感器）的電同電容器一樣，空心電感器（也叫做線性電感器）的電感量大小也取決于自身結構，與線圈是否通電、及通電大小感量大小也取決于自身結構，與線圈是否通電、及通電大小無關。無關。第二節(jié)第二節(jié)電感電感 2 2額定電流額定電流 通常是指允許長時間通過電感元件的直流通常是指允許長時間通過電感元件的直流電流值。選用電感元件時，其額定電流值一般電流值。選用電感元件時，其額定電流值一般要稍大于電路中流過的最大電流。要稍大于電路中流過的最大電流。 3 3品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) 品質(zhì)因數(shù)又稱品質(zhì)因數(shù)又稱Q Q值，用字母值，用字母Q Q表示。表

19、示。Q Q值大，值大，說明線圖的損耗小，效率高。對選頻電路而言，說明線圖的損耗小，效率高。對選頻電路而言，要求要求Q Q值較高。在收音機中值較高。在收音機中Q Q值高，選擇性好，值高，選擇性好，不易串臺。不易串臺。 第二節(jié)第二節(jié)電感電感 1 1直標法直標法 直標法是指在小型固定電感器的外殼上直接用文字標出電直標法是指在小型固定電感器的外殼上直接用文字標出電感器的主要參數(shù)，如電感量、允許偏差、額定電流等。用字母感器的主要參數(shù)，如電感量、允許偏差、額定電流等。用字母A A（50 mA50 mA）、）、B B（150 mA150 mA）、）、C C（300 mA300 mA）、）、D D（700 m

20、A700 mA）、）、E E（1 1 600 mA600 mA）表示額定電流。用）表示額定電流。用（5%5%）、）、（10%10%）、）、（20%20%）表示允許偏差。）表示允許偏差。 2 2文字符號法文字符號法 文字符號法是將電感器的標稱值和允許偏差值用數(shù)字和文文字符號法是將電感器的標稱值和允許偏差值用數(shù)字和文字符號按字符號按定的規(guī)律組合標注在電感體上。采用這種標示方法定的規(guī)律組合標注在電感體上。采用這種標示方法的通常是一些小功率電感器，其單位通常為的通常是一些小功率電感器，其單位通常為nHnH（納亨）或（納亨）或pHpH（皮亨），用（皮亨），用N N或或R R代表小數(shù)點。例如：代表小數(shù)點。

21、例如：4N74N7表示電感量為表示電感量為4.7 nH4.7 nH，4R74R7則代表電感量為則代表電感量為4.7 uH4.7 uH；47 N47 N表示電感量為表示電感量為47 nH47 nH。采用這。采用這種標示法的電感器通常后綴一個英文字母表示允許偏差，各字種標示法的電感器通常后綴一個英文字母表示允許偏差，各字母代表的允許偏差與直標法相同。母代表的允許偏差與直標法相同。 第二節(jié)第二節(jié)電感電感 4.4.色標法色標法 色標法如圖所示。色標法是指在電感器表面涂上不同的色標法如圖所示。色標法是指在電感器表面涂上不同的色環(huán)來代表電感量色環(huán)來代表電感量( (與電阻器類似與電阻器類似) )，通常用四色

22、環(huán)表示，緊，通常用四色環(huán)表示，緊靠電感體一端的色環(huán)為第一環(huán)，露著電感體本色較多的另一靠電感體一端的色環(huán)為第一環(huán)，露著電感體本色較多的另一端為末環(huán)。其第一色環(huán)是十位數(shù)，第二色環(huán)為個位數(shù)，第三端為末環(huán)。其第一色環(huán)是十位數(shù)，第二色環(huán)為個位數(shù)，第三色環(huán)為應乘的倍數(shù)色環(huán)為應乘的倍數(shù)( (單位為單位為HH) )，第四色環(huán)為允許偏差，金色，第四色環(huán)為允許偏差，金色5 5，銀色，銀色10%10%。例如：色環(huán)顏色分別為棕、黑、金、金。例如：色環(huán)顏色分別為棕、黑、金、金的電感器的電感量為的電感器的電感量為1 H1 H，偏差為，偏差為5 5。顏色與數(shù)字關系顏色與數(shù)字關系見下表。見下表。第二節(jié)第二節(jié)電感電感 顏色顏色

23、有效數(shù)字有效數(shù)字乘數(shù)乘數(shù)顏色顏色有效數(shù)字有效數(shù)字乘數(shù)乘數(shù)黑色黑色0100綠色綠色5105棕色棕色1 1101藍色藍色6106紅色紅色2102紫色紫色7107橙色橙色3103灰色灰色8108黃色黃色4104白色白色9109金色金色101銀色銀色102顏色與數(shù)字關系表顏色與數(shù)字關系表第二節(jié)第二節(jié)電感電感 四、電感器好壞判斷四、電感器好壞判斷 1 1直觀檢查直觀檢查 直接觀察電感器的引腳是否斷開，磁芯是直接觀察電感器的引腳是否斷開，磁芯是否松動、絕緣材料是否破損或燒焦等。否松動、絕緣材料是否破損或燒焦等。 2 2萬用表檢測萬用表檢測 使用萬用表的電阻檔，測量電感器的通斷使用萬用表的電阻檔，測量電感器

24、的通斷及電阻值大小，通常是可以對其好壞作出鑒別及電阻值大小，通常是可以對其好壞作出鑒別判斷的。將萬用表置于判斷的。將萬用表置于檔，紅、黑表筆各任檔，紅、黑表筆各任接電感器的任一引出端，此時指針應向右擺動，接電感器的任一引出端，此時指針應向右擺動，根據(jù)測出的電阻值大小，可具體分下述三種情根據(jù)測出的電阻值大小，可具體分下述三種情況進行鑒別。況進行鑒別。 第二節(jié)第二節(jié)電感電感 （1 1）被測電感器電阻值太小，說明電感器內(nèi)部線圈有短路性）被測電感器電阻值太小，說明電感器內(nèi)部線圈有短路性故障，注意測試操作時，一定要先認真將萬用表調(diào)零，并仔細觀故障，注意測試操作時，一定要先認真將萬用表調(diào)零，并仔細觀察針向

25、右擺動的位置是否確實到達零位，以免造成誤判，當懷疑察針向右擺動的位置是否確實到達零位，以免造成誤判，當懷疑色碼電感器內(nèi)部有短路性故障時，最好是用色碼電感器內(nèi)部有短路性故障時，最好是用R R檔反復多測檔反復多測幾次，這樣才能作出正確的鑒別。幾次，這樣才能作出正確的鑒別。 （2 2）被測電感器有電阻值，色碼電感器直流電阻值的大?。┍粶y電感器有電阻值，色碼電感器直流電阻值的大小與繞制電感器線圈所用的漆包線線徑、繞制圈數(shù)有直接關系，線與繞制電感器線圈所用的漆包線線徑、繞制圈數(shù)有直接關系，線徑越細，圈數(shù)越多，則電阻值越大，一般情況下用萬用表徑越細，圈數(shù)越多，則電阻值越大，一般情況下用萬用表檔測量，只要能測出電阻值，則可認為被測電感器是正常的。檔測量，只要能測出電阻值，則可認為被測電感器是正常的。 （3 3）被測電感器的電阻值為無窮大，這種現(xiàn)象比較容易區(qū)）被測電感器的電阻值為無窮大，這種現(xiàn)象比較容易區(qū)分，說明電感器內(nèi)部的線圈或引出端與線圈接點處發(fā)生了