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用万用表(机械表)电阻档判断电容器的好坏 1、用万用表电阻档检查电解电容器的好坏 电解电容器的两根引线有正、负之分,在检查它的好坏时, 对耐压较低的电解电容器6V或 l0V,电阻档应放在R100或 R1K档,把红表笔接电容器的负端,黑表笔接正端,这时万用表指针将摆动,然后恢复到零位或零位附近。这样的电解电容器是好的。电解电容器的容量越大,充电时间越长,指针摆动得也越慢。 2、用万用表判断电解电容器的正、负引线 一些耐压较低的电解电容器,如果正、负引线标志不清时, 可根据它的正接时漏电电流小电阻值大,反接时漏电电流大的特性来判断。具体方法是用红、黑表笔接触电容器的两引线,记住漏电电流电阻值的大小 指针回摆并停下时所指示的阻值,然后把此电容器的正、负引线短接一下,将红、黑表笔对调后再测漏电电流。以漏电流小的示值为标准进行判断,与黑表笔接触的那根引线是电解电容器的正端。这种方法对本身漏电流小的电解电容器,则比较难于区别其的极性。 3、用万用表检查可变电容器 可变电容有一组定片和一组动片。用万用表电阻档可检查它动、定片之间有否碰片,用红、黑表笔分别接动片和定片,旋转轴柄,电表指针不动,说明动、定片之间无短路碰片处;若指针摆动,说明电容器有短路的地方。 4、用万用表电阻档粗略鉴别5000PF以上容量电容的好坏 用万用表电阻档可大致鉴别5000PF以上电容器的好坏5000PF以下者只能判断电容器内部是否被击穿。检查时把电阻档量程放在量程高档值,两表笔分别与电容器两端接触,这时指针快速的摆动一下然后复原,反向连接,摆动的幅度比第一次更大,而后又复原。这样的电容器是好的。 电容器的容量越大,测量时电表指针摆动越大,指 针复原的时间也较长,我们可以根据电表指针摆动的大小来比较两个电容器容量的大小。 用机械万用表检测晶体管 万用表粗测晶体管时,万用表应置于电阻档,其等效电路如图1中虚线框内所示,其中以R0为等效内阻,U0为表内电压源。当万用表置于R1、R100、R1k档时,U0=1.5V。 1、测二极管 万用表置Rlk档,两表笔分别接二极管的两极,若测得的电阻较小硅管数干欧、锗管数百欧,说明二极管的PN结处于正向偏置,则黑表笔接的是正极,红表笔接的是负极。反之二极管处于反向偏置时,呈现的电阻较大硅管约数百千欧以上,锗管约数百干欧,则红表笔接的是正极, 黑表笔接的是负极。 若正反向电阻均为无穷大或均为零或比较接近,说明二极管内部开路或短路或性能变差。 图1 测二极管 由于发光二极管不发光时,其正反向电阻均较大且无明显差异,故一般不用万用表判断发光二极管的极性。常用的办法是将发光二极管与一数百欧如330欧电阻串联,然后加3V一5V的直流电压,若发光二极管亮,说明二极管正向导通,则与电源正端相接的为正极,与负端相接的为负极。如果二极管反接则不亮。 要特别说明的是,不少人测试发光二极管的方法不正确。如用9V层叠电池直接点亮发光二极管,虽然可正常点亮,但这种作法在理论上是完全错误的。发光二极管的外特性与稳压二极管相同,导通时其端压为1.9V左右(5mm。当它与电源相连时,回路中必须设置限流电阻,否则一旦外加电压超过导通压降,将由于过流而损坏。直接用层叠电池点亮时可正常点亮不损坏发光二极管,是因为层叠电池有较大的内阻,正是内阻起到了限流作用。如果用蓄电池或稳压电源直接点亮发光二极管,则由于内阻小,无法起到限流作用,顷刻将发光二极管烧毁。 稳压二极管与变容二极管的PN结都具有正向电阻小反向电阻大的特点,其测量方法与普通二极管相同。但须注意稳压二极管的反向电阻较普通二极管小。 2、测晶体三极管 利用万用表可以判别三极管的类型和极性,其步骤如下 ①判别基极B和管型时万用表置月lk 档,先将红表笔接某一假定基极B,黑表笔分别接另两个极,如果电阻均很小或很大,而将红 黑两笔对换后测得的电阻都很大或很小,则假定的基极是正确的。基极确定后,红笔接基 极,黑笔分别接另两个极时测得的电阻均很小, 则此管为PNP型三极管,反之为NPN型,测试电路如图2所示。 图2 判断三极管基极 ②判别发射极E和集电极C如图3所示。若被测管为PNP三极管,假定红笔接的是C极,黑笔接的是E极。用手指捏住B、C两 极或在B、C间串接十个100k电阻但不要使B、C直接接触。若测得电阻较小即Ic大, 再将红黑两笔互换后测得的电阻较大即Ic 小,则红笔接的是集电极C,黑笔接的是发射 极E。如果两次测得的电阻相差不大说明管子的性能较差。按照同样方法可以判别NPN型三极管的极性。 图3 判断三极管E与C 用数字万用表的“二极管”档测二极管 将万用表的红表笔接二极管的一极,黑COM表笔接另一极。在测得正向压降值小的情况下,红表笔表内电池的正极所接的是正极,黑表笔所接是负极。一般,所显 示的二极管正向压降硅二极管为0.550.700V,锗二极管为0.150--0.300V。若显示 “0000”,说明管子已短路;若显示“过载”,说明二极管内部开路或处于反向状态可对调表笔再测。 用机械万用表测量场效应管 1、结型场效应管和绝缘栅型场效应管的区别 1从包装上区分 由于绝缘栅型场效应管的栅极易被击穿损坏,所以管脚之间一般都是短路的或是用金属箔包裹的;而结型场效应管在包装上无特殊要求。 2用指针式万用表的电阻档测量 用万用表的“Rlk”档或“R100”档测G、S管脚间的阻值,若正、反向电阻都很大近乎不导通,则此管为绝缘栅型管;若电阻值呈PN结的正、反向阻值,此管为结型管。 2、用万用表电阻档判别结型场效应管管脚 一般用R1k或R100档进行测量,测量时,任选两管脚,测正、反向电阻,阻值都相同均为几千欧时,该两极分别为D、S极在使用时,这两极可互换,余下的一极为 由于绝缘栅型场效应管在测量时易损坏,所以不使用此方法进行管脚识别,一般以查手册为宜 电阻器的种类及其特性 问我想了解现有电阻器各种类型之间的差别以及在具体应用中如何选择 合适的电阻器 答好,让我首先介绍一下实验室中常用的分立电阻器或轴向引线电阻器, 然而再对分立电阻器与薄膜或厚薄电阻网络从价格和性能方面进行比较。 轴向引线Axial Lead电阻器的类型轴向引线电阻器 最常用的类型有三种合成碳膜电阻器或碳膜电阻器、金属膜电阻器和线绕电阻器。 合成碳膜电阻器或碳膜电阻器统称碳质电阻器用于初始精度和随温度变化的稳定性认为 不重要的普通电路。典型应用包括晶体管或场效应管偏置电路中集电极或发射极的负载电阻 ,充电电容器的放电电阻以及数字逻辑电路中的上拉电阻或下拉电阻。 碳质电阻器按照准对数序列规定一系列标准电阻值见表1,阻值范围从1Ω到22MΩ,允许 偏差从2碳膜电阻器到5,甚至高达20合成碳膜电阻器。额定功率范围从1/8W到2W, 其中功率为1/4W和1/2W,允许偏差为5和10的电阻器用得最多。 碳质电阻器的温度系数很差典型值为 5,000ppm/C 。所以当温度变化时要求阻值几 乎不变的精密应用场合,不适合选用这种电阻器,但它们的价格很便宜,1000只碳质电阻器仅3美分USD003。 表1例出的是允许偏差为2和5,阻值间隔为10,10倍阻值范围碳质电阻器标准阻值。表 1中用细体字表示的系列阻值的允许偏差仅为10或20,间隔为20[ 表1中的 阻值计算公式,X1NT102410n,n0,1,2,24,其中INT 表示取整运算。 表1中细体字阻值计算公式,XINT101210n,n0,1,2,12 译者注]。 碳质电阻器还可使用色码表示电阻器的阻值和允许偏差见图1和表2 表1 10倍阻值范围碳质电阻器标准阻值 1016274368 1118304775 1220335182 13223656 91 15243962100 表2 碳质电阻器的色码含义 数字颜色倍乘数零的个数允许偏差 -银001-210 -金010-15 0黑10- 1棕101- 2红10022 3橙1k3- 4黄10k4- 5绿100k5- 6篮M6- 7紫10M7- 8灰--- 9白--- -无色--20 金属膜电阻器适合用于要求高初始精度、低温度系数和低噪声的精密应用场合。金属 膜电 阻器通常用真空镀膜或阴极溅射工艺,将作为电阻材料的某种金属或合金例如镍铬合金、 氧化锡或氮化钽淀积在绝缘基体例如模制酚醛塑料表面形成薄膜电阻体构成的电阻器。 金属膜电阻器典型应用包括电桥电路、RC振荡器和有源滤波器。金属膜电阻器的初始精度范 围为0110,温度系数范围为10100ppm/C。阻值范围为100Ω301kΩ,阻值间隔为2,最大允许偏差为05和1的金属膜电阻器标准阻值如表3所示[表3中阻值的计算公式为,XINT10116n,n0,1,2,116译者注]。 表3 金属膜电阻器标准阻值 100129168217281364470608787 102132171222287371480621803 104135174226292378489633819 106137178231298386499646835 108140182235304394509659852 110143185240310401519672869 113146189245317409530685886 115149193250323418540699904 117152196255329426551713922 120155200260336434562727941 122158204265343443573742959 124161209270349452585756979 127164213276356461596772998 金属膜电阻器用4位数字表示阻值数值表示法见图2,取代碳质电阻器采用的色码表示 法。 线绕电阻器非常精密并且稳定005,<10ppm/C,用于要求苛刻的应用场 合,例如调谐网络和精密衰减电路。典型阻值范围为01Ω12MΩ。 高频效应与“理想”的电阻器不同,“实际”的电阻器像实际的电容器 一样也遭受寄生作用。实际上任何两 模拟器件天地 1998年第9期 模拟器件天地 1998年第9期 端元件,根据工作频率都可看作一个电阻器、电容器、电感器或阻尼振荡电路,如图 3所示。 图3 “实际”电阻器模型 像电阻器的基体材料、长度与截面比这些因素决定电阻器附加的寄生电感和寄生电容,从而 影响电阻器的高频等效直流阻抗的稳定性。薄膜电阻器通常具有优良的高频响应。在100MHz左右,仍能保持其精度。碳质电阻器只能用于1MHz左右。线绕电阻器的感抗最高,所以频率响应最差。即使是无电感的线绕电阻器顺时针方向绕的线圈数等于逆时针方向绕的线圈数 ,由于工艺仍然存在失配和剩余电感译者注,也具有很高的容抗,当工作频率达50k Hz以上,几乎不稳定。 问温度效应对电阻器影响如何我是否总使用温度系数TC最低的电阻器 答没有必要,主要根据应用情况而定。图4示出的是用来测量环路电流的电阻器,待测电流在该电阻两端产生的电压等于IR。在这个应用中,在任一温度下电阻值的绝对精度对测量该电流的精度至关重要,所以应该使用温度系数很低的电阻器。 图4 测量环路电流的电阻器 与上述应用实例不同,图5示出的是增益为100的运算放大器电路中增益设置电阻器的作用。 在增益精度取决于两个电阻值的比率比率配置这类应用中,电阻值的匹配和温度系数 TC的跟踪程度比绝对精度更重要。下面通过两个实例来说明这一点。 图5 同相放大电路中的增益设置电阻 1假设两个电阻器RI和RF的实际温度系数TC都为100ppm/C即001/C。当温 度变化ΔT时,对应的电阻值为RR01TCΔT 当温度上升10C时,RF和RI的阻值都增加001/C10C01,运算放大器的增 益公式非常近似为1RF/RI。虽然这两个电阻器的阻值相差很大99∶1,但它们按相同的百分比比率增加,所以该电路的增益不变。这个例子说明该电路的精度仅仅取决于两个电阻值的比率,而与它们的绝对值无关。 2假设RI的温度系数为100ppm/C,而RF的温度系数仅为75ppm/C。当温度变化10 C时,阻值RI增加01,是初始值的1001倍,而RF增加0075是初始值的100075 倍。由此得到新的增益值为 100075RF/1001RI099975RF/RI。 这表明,当环境温度变化10C,放大器电路增益下降0025相当于12位分辨率系统的1L SB。 人们通常不了解的另一个参数是电阻器的自热效应selfheating effect。 问什么是自热效应 答指由自身的热量造成电阻值的改变,因为当电阻器功耗增加时必然引起 电阻器自身温度的增加。大多数生产厂家的产品说明都给出“热阻”或“热降”这项技术指标,用摄氏度符每瓦C/W单位表示热阻定义为电阻器的有效温度与外部规定参考点的温度之差除以器件的稳态散耗功率所得的商译者注。对于 1/4W 典型尺寸的电阻器,其热阻大约为125C/W。让我们以上述满度输入运算放大器为例说明热阻的应用。 RI的功耗为E2/R100mV2/100Ω100μW,它引起的温度变化为100μW125C/ W00125C,引起的电阻变化为001/C00125C000012≈1ppm,所以可忽 略不计。 RF的功耗为E2/R99V2/9900Ω00099W,它引起的温度变化为00099W 125C/ W124C,由此引起的电阻变化为001/C124C00124,所以它直接引起增 益变化0012。热电偶效应线绕电阻器还存在其它问题。电阻器的绕线和电阻器的引线之间的连接点构成一种热电偶,普通的线绕电阻器由标准180合金镍铬合金连接点产生的热电势为42μV/C。 如果选用价格比较贵的电阻器,由铜镍合金连接点产生的热电势为25μV/C。 用作标准电阻引线的180合金由77铜和23镍组成。 这种热电偶效应在交流应用中并不重要,因为在相同温度下,电阻器两端的热电势可以相互 抵消。但是如果由于电阻器的功耗或者由于电阻器的一端靠近热源致使电阻器的一端温度比另一端高,从而造成净热电势产生的直流误差电压进入电路。对于普通的线绕电阻器,温度只要差4C,就会产生168μV的直流误差电压。对于满度10V 16位分辨率系统,这个数值大于1LSB。 模拟器件天地 1998年第9期 模拟器件天地 1998年第9期 在安装线绕电阻器时设法使两引线端温差最小可以克服上述问题。具体做法可以使电阻 器的两条引线长度相等,使通过它们的热导性均衡,也可以使任何气流不论是强制或自然对流与电阻体相垂直见图6,或者注意使电阻器的引线两端相对印制电路板上的任一热源 保持相等的等效热距离即接受热流相等的距离。 问薄膜电阻网络与厚膜电阻网络之间有何差异电阻器网络与分立电 阻器相比有何优缺点 答除了几乎不用考虑实际情况的明显优点以外, 电阻器网络,不论是作为独立的整体还是作为单片IC的一部分,经过激光修整后还具有精度 高、温度系数匹配紧密和温度特性跟踪好等优点。分立电阻网络通常用于精密衰减器和增益 设置电路。薄膜电阻网络还可用于单片集成电路和混合电路仪表放大器,以及使用R2R梯 形网络的CMOS数模转换器和模数转换器。 厚膜电阻器是一种价格最低的电阻器,匹配程度中等<01,但温度系数>100ppm/C和跟踪性能>10ppm/C很差。厚膜电阻器是采用丝网印刷或电 表4 厚膜与薄膜电阻器网络性能比较 类 型优 点缺 点 厚 膜低价格大功率可用激光修整容易制作匹配中等01TC差 >100ppm/CTC跟踪差10ppm/C玻璃薄膜匹配好<001TC好<100ppm/C TC跟踪好2ppm/C价格适中可用激光修整低电容 易损坏 体积大 功率低陶瓷薄膜匹配好<001TC好<100ppm/CTC跟踪好 2ppm/C价格适中可用激光修整低电容适合混合IC基片 体积大硅 薄 膜匹配好<001TC好<100ppm/CTC跟踪好2ppm/C价格适中可用激光修整低电容适合混合IC基片 镀工艺将电阻性材料淀积在绝缘基体例如玻璃或陶瓷上形成的。薄膜电阻网络的价格适中,而且具有优良的匹配性能001,以及优良的温度系数<100ppm/C和跟踪性能<10ppm/C。这些性能都可用激光调整。薄膜电阻网络是采用汽相淀积法制造的。 表4比较了厚膜电阻网络与几种典型的薄膜电阻网络的优缺点。表5比较了不同基体材料 的优缺点。 表5 不同基体材料比较 基 体优 点缺 点 玻 璃低电容易损坏低功率体积大 陶 瓷低电容适合于混合IC基片体积大 硅 适合于单片IC基片低功率对基体形成电容 蓝宝石低电容低功率较高价格 在图7所示的集成仪表放大器电路中,电阻器R1与R′1,R2与R′2,R3与R′3 之间严格匹配以保证很高的共模抑制比高达120dB,dc60Hz。虽然使用分立运放和分立 电阻器也可能达到较高的共模抑制比,但匹配电阻器工作量大不合乎匹量生产的要求。 图7 集成仪表放大器中的匹配电阻 在CMOS数模转换中采用的R2R梯形电阻网路包括反馈电阻,要求匹配性能好而不是绝对 精度高也是很重要的。为了达到n位精度,电阻器的匹配性能必须小于1/2n,通过激光修整很容易达到这一点。然而绝对精度误差允许大到20。图8示出的是CMOS数模转换器中所使用的典型R2R梯形电阻网络。 图8 CMOS数模转换器中的R2R梯形电阻网路 珠海工商行 任坚 译,高工 校 译自Analog Dialogue,3111997。 标称容量和允许误差 电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差的等级见表1。常用固定电容的标称容量系列见表2。 允许误差 2 5 10 20 20 -30 50 -20 100-10 级别 02 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 表1 常用固定电容允许误差的等级 表2 常用固定电容的标称容量系列 电容类别 允许误差 容量范围 标 称 容 量 系 列 纸介电容、金属化纸介电容、纸膜复合介质电容、低频(有极性)有机薄膜介质电容 5 10 20 100pF1uF 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 1uF100uF 1 2 4 6 8 10 15 20 30 50 60 80 100 高频(无极性)有机薄膜介质电容、瓷介电容、玻璃釉电容、云母电容 5 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 10 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2 20 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 铝、钽、铌、钛电解电容 10 20 50/-20 100/-10 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 容量单位uF 在电路图中电阻器和电位器的单位标注规则和使用常识 阻值在兆欧以上,标注单位M。比如1兆欧,标注1M;2.7兆欧,标注2.7M。 阻值在1千欧到100千欧之间,标注单位k。比如5.1千欧,标注5.1k;68千欧,标注68k。 阻值在100千欧到1兆欧之间,可以标注单位k,也可以标注单位M。比如360千欧,可以标注360k,也可以标注0.36M。 阻值在1千欧以下,可以标注单位,也可以不标注。比如5.1欧,可以标注5.1或者5.1;680欧,可以标注680或者680。 要根据电路的要求选用电阻的种类和误差。在一般的电路中,采用误差10,甚至20的碳膜电阻就可以了。 电阻的额定功率要选用等于实际承受功率1.52倍的,才能保证电阻耐用可靠。 电阻在装入电路之前,要用万用表欧姆档核实它的阻值。安装的时候,要使电阻的类别、阻值等符号容易看到,以便核实。 电容在电路图中单位的标注规则及电容使用常识 通常在容量小于10000pF的时候,用pF做单位,而且用简标,如1000PF标为102、10000PF标为103,大于10000pF的时候,用uF做单位。为了简便起见,大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。没有小数点的,它的单位是pF,有小数点的,它的单位是uF。例如,3300就是3300pF也可以是332,0.1就是0.1uF等。注象刚才的简标常用于以PF为单位的电容,如1000pf就是10X102 标为10和2即102,10000当然是104了,3300则为332。 电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中,电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候,还要注意正负极不要接反。 不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波可以选用电解电容,旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。 电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象,并且核对它的电容值。安装的时候,要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到,以便核实。 电路基本概念 电 流 电荷的定向移动叫做电路中,电流常用I表示。电流分直流和交流两种。电流的大小和方向不随时间变化的叫做直流。电流的大小和方向随时间变化的叫做交流。电流的单位是安(A),也常用毫安(mA或者微安uA做单位。1A1000mA,1mA1000uA。 电流可以用电流表测量。测量的时候,把电流表串联在电路中,要选择电流表指针接近满偏转的量程。这样可以防止电流过大而损坏电流表。 电 压 河水之所以能够流动,是因为有水位差;电荷之所以能够流动,是因为有电位差。电位差也就是电压。电压是形成电流的原因。在电路中,电压常用U表示。电压的单位是伏(V),也常用毫伏(mV)或者微伏(uV)做单位。1V1000mV,1mV1000uV。 电压可以用电压表测量。测量的时候,把电压表并联在电路上,要选择电压表指针接近满偏转的量程。如果电路上的电压大小估计不出来,要先用大的量程,粗略测量后再用合适的量程。这样可以防止由于电压过大而损坏电压表。 电 阻 电路中对电流通过有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫做电阻。电阻常用R表示。电阻的单位是欧(Ω),也常用千欧(kΩ)或者兆欧(MΩ)做单位。1kΩ1000Ω,1MΩ1000000Ω。导体的电阻由导体的材料、横截面积和长度决定。 电阻可以用万用表欧姆档测量。测量的时候,要选择电表指针接近偏转一半的欧姆档。如果电阻在电路中,要把电阻的一头烫开后再测量。 欧姆定律 导体中的电流I和导体两端的电压U成正比,和导体的电阻R成反比,即IU/R 这个规律叫做欧姆定律。如果知道电压、电流、电阻三个量中的两个,就可以根据欧姆定律求出第三个量,即 IU/R,R=U/I,U=IR 在交流电路中,欧姆定律同样成立,但电阻R应该改成阻抗Z,即I=U/Z 电源 把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。发电机能把机械能转换成电能,干电池能把化学能转换成电能。发电机、干电池等叫做电源。通过变压器和整流器,把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。晶体三极管能把前面送来的信号加以放大,又把放大了的信号传送到后面的电路中去。晶体三极管对后面的电路来说,也可以看做是信号源。整流电源、信号源有时也叫做电源。 负载 把电能转换成其他形式的能的装置叫做负载。电动机能把电能转换成机械能,电阻能把电能转换成热能,电灯泡能把电能转换成热能和光能,扬声器能把电能转换成声能。电动机、电阻、电灯泡、扬声器等都叫做负载。晶体三极管对于前面的信号源来说,也可以看作是负载。 电路 电流流过的路叫做电路。最简单的电路由电源、负载和导线、开关等元件组成。电路处处连通叫做通路。只有通路,电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。电路某一部分的两端直接接通,使这部分的电压变成零,叫做短路。 电动势 电动势是反映电源把其他形式的能转换成电能的本领的物理量。电动势使电源两端产生电压。在电路中,电动势常用δ表示。电动势的单位和电压的单位相同,也是伏。 电源的电动势可以用电压表测量。测量的时候,电源不要接到电路中去,用电压表测量电源两端的电压,所得的电压值就可以看作等于电源的电动势。如果电源接在电路中,用电压表测得的电源两端的电压就会小于电源的电动势。这是因为电源有内电阻。在闭合的电路中,电流通过内电阻r有内电压降,通过外电阻R有外电压降。电源的电动势δ等于内电压Ur和外电压UR之和,即δUrUR 。严格来说,即使电源不接入电路,用电压表测量电源两端电压,电压表成了外电路,测得的电压也小于电动势。但是,由于电压表的内电阻很大,电源的内电阻很小,内电压可以忽略。因此,电压表测得的电源两端的电压是可以看作等于电源电动势的。 干电池用旧了,用电压用测量电池两端的电压,有时候依然比较高,但是接入电路后却不能使负载(收音机、录音机等)正常工作。这种情况是因为电池的内电阻变大了,甚至比负载的电阻还大,但是依然比电压表的内电阻小。用电压表测量电池两端电压的时候,电池内电阻分得的内电压还不大,所以电压表测得的电压依然比较高。但是电池接入电路后,电池内电阻分得的内电压增大,负载电阻分得的电压就减小,因此不能使负载正常工作。为了判断旧电池能不能用,应该在有负载的时候测量电池两端的电压。有些性能较差的稳压电源,有负载和没有负载两种情况下测得的电源两端的电压相差较大,也是因为电源的内电阻较大造成的。 周期 交流电完成一次完整的变化所需要的时间叫做周期,常用T表示。周期的单位是秒(s),也常用毫秒(ms)或微秒(us)做单位。1s1000ms,1s1000000us。 频 率 交流电在1s内完成周期性变化的次数叫做频率,常用f表示。频率的单位是赫(Hz),也常用千赫(kHz)或兆赫(MHz)做单位。1kHz1000Hz,1MHz1000000Hz。交流电频率f是周期T的倒数,即 f 1/T 电容 电容是衡量导体储存电荷能力的物理量。在两个相互绝缘的导体上,加上一定的电压,它们就会储存一定的电量。其中一个导体储存着正电荷,另一个导体储存着大小相等的负电荷。加上的电压越大,储存的电量就越多。储存的电量和加上的电压是成正比的,它们的比值叫做电容。如果电压用U表示,电量用Q表示,电容用C表示,那么 C=Q/U 电容的单位是法(F),也常用微法(uF)或者微微法(pF)做单位。1F106uF,1F1012pF。 电容可以用电容测试仪测量,也可以用万用电表欧姆档粗略估测。欧姆表红、黑两表笔分别碰接电容的两脚,欧姆表内的电池就会给电容充电,指针偏转,充电完了,指针回零。调换红、黑两表笔,电容放电后又会反向充电。电容越大,指针偏转也越大。对比被测电容和已知电容的偏转情况,就可以粗略估计被测电容的量值。在一般的电子电路中,除了调谐回路等需要容量较准确的电容以外,用得最多的隔直、旁路电容、滤波电容等,都不需要容量准确的电容。因此,用欧姆档粗略估测电容量值是有实际意义的。但是,普通万用电表欧姆档只能估测量值较大的电容,量值较小的电容就要用中值电阻很大的晶体管万用电表欧姆档来估测,小于几十个微微法的电容就只好用电容测试仪测量了。 容抗 交流电是能够通过电容的,但是电容对交流电仍然有阻碍作用。电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。电容量大,交流电容易通过电容,说明电容量大,电容的阻碍作用小;交流电的频率高,交流电也容易通过电容,说明频率高,电容的阻碍作用也小。实验证明,容抗和电容成反比,和频率也成反比。如果容抗用XC表示,电容用C表示,频率用f表示,那么 XC=1/2πfC 容抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和电容C,就可以用上式把容抗计算出来。 电感 电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量。给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过。通入线圈的电源越大,磁场就越强,通过线圈的磁通量就越大。实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的比值叫做自感系数,也叫做电感。如果通过线圈的磁通量用φ表示,电流用I表示,电感用L表示,那么 L= φ/I 电感的单位是亨(H),也常用毫亨(mH)或微亨(uH)做单位。1H1000mH,1H1000000uH。 感抗 交流电也可以通过线圈,但是线圈的电感对交流电有阻碍作用,这个阻碍叫做感抗。电感量大,交流电难以通过线圈,说明电感量大,电感的阻碍作用大;交流电的频率高,交流电也难以通过线圈,说明频率高,电感的阻碍作用也大。实验证明,感抗和电感成正比,和频率也成正比。如果感抗用XL表示,电感用L表示,频率用f表示,那么 XL= 2πfL 感抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和线圈的电感L,就可以用上式把感抗计算出来。 阻抗 具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。如果三者是串联的,又知道交流电的频率f、电阻R、电感L和电容C,那么串联电路的阻抗 阻抗的单位是欧。 对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。 相位 相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。交流电的大小和方向是随时间变化的。比如正弦交流电流,它的公式是iIsin2πft。i是交流电流的瞬时值,I是交流电流的最大值,f是交流电的频率,t是时间。随着时间的推移,交流电流可以从零变到最大值,从最大值变到零,又从零变到负的最大值,从负的最大值变到零,,如图3甲所示。在三角函数中2πft相当于角度,它反映了交流电任何时刻所处的状态,是在增大还是在减小,是正的还是负的等等。因此把2πft叫做相位,或者叫做相。 图3 如果t等于零的时候,i并不等于零,公式应该改成iIsin2πftψ,如图3乙所示。那么2πftψ叫做相位,ψ叫做初相位,或者叫做初相。 相位差 两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差,或者叫做相差。这两个频率相同的交流电,可以是两个交流电流,可以是两个交流电压,可以是两个交流电动势,也可以是这三种量中的任何两个。 例如研究加在电路上的交流电压和通过这个电路的交流电流的相位差。如果电路是纯电阻,那么交流电压和电流电流的相位差等于零。也就是说交流电压等于零的时候,交流电流也等于零,交流电压变到最大值的时候,交流电流也变到最大值。这种情况叫做同相位,或者叫做同相。如果电路含有电感和电容,交流电压和交流电流的相位差一般是不等于零的,也就是说一般是不同相的,或者电压超前于电流,或者电流超前于电压。 加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压,这两者的相位差正好等于180。这种情况叫做反相位,或者叫做反相。 初学者园地(一) 稳压二极管 稳压二极管又叫齐纳二极管它的电路符号是此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性见图1,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压. 稳压管的应用 1、浪涌保护电路如图2稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件.只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开. 2、电视机里的过压保护电路如图3EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平5V变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态. 3、电弧抑制电路如图4在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管也可接入一只普通二极管原理一样的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了.这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它. 4、串联型稳压电路如图5在此电路中,串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了.这个电路在很多场合下都有应用 思维稿 晶体管射随电路 在很多的电子电路中,为了减少后级电路对前级电路的