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第2章 常用元器件简介

2.1电阻的识别及检测

2.1.1固定电阻的识别及检测

按电阻的制作材料来分,可分为:金属膜电阻、碳膜电阻、合成膜电阻等。 按电阻的数值能否变化来分,可分为:固定电阻、可变电阻(电阻值变化范围小)、电位器(电阻值变化范围大)等。

按电阻的用途来分,可分为:高频电阻、高温电阻、光敏电阻、热敏电阻等。 常用电阻的性能、特点如表2-1所示。 固定电阻按电阻体材料、结构形状、引出线及用途等分成多个种类,如图2-1所示。

表2-1 电阻类型及其特性

图2.1 固定电阻外形 电阻名称 炭膜电阻 金属膜电阻 电阻的性能、特点 稳定性高,噪声小,应用广泛。阻值范围:1Ω-10MΩ 体积小,噪声小,稳定性高,温度系数小,耐高温,精度高,但脉冲负载稳定性差。阻值范围:0.1Ω-620MΩ 体积小,噪声小,稳定性高,温度系数小,耐高温,精度很高,功率大(可达500W)。但高频性能差,体积大,成本高。阻值范围:0.1Ω-5MΩ 线绕电阻 除具有金属膜电阻的特点外,它比金属膜电阻的抗氧化性和热稳定性高,金属氧化膜电阻 功率大(可达50KW),但阻值范围小,主要用来补充金属膜电阻的低阻部分。阻值范围:1Ω-200KΩ 合成实心电阻 机械强度高,过负载能力较强,可靠性高,体积小,但噪音大,分布参数(L,C)大,对电压和温度的稳定性差。阻值范围:4.7Ω-22MΩ 电阻阻值变化范围宽,价廉,但噪声大,频率特性差,电压稳定性低,抗6湿性差,主要用来制造高压、高阻电阻。10~10MΩ 稳定性高,噪声小,温度系数小,耐高温,精度很高,功率较大(可达25W)。但高频性能差,阻值范围小,耐磨性差,分辨率低,适用于高温大功率电路及精密调节场合。阻值范围:4.7Ω~100KΩ 合成炭膜电阻 线绕电位器 稳定性高,噪声小,分辨率高,阻值范围宽,寿命长,体积小,但抗湿性合成炭膜电位器 能差,滑动噪声大,功率小。该电位器为通用电位器,广泛用于一般电路中,阻值范围:100Ω~4.7MΩ

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(2)型号的选取

民用和一般用途,可选择通用型电阻器,它们的价格很便宜,货源充足。军用和特殊场合使用的电阻器,应选择专用型电阻器,以保证电路的性能指标并稳定可靠地工作。线绕电阻器即使无感绕法的,其分布电感也比非线绕电阻器大得多,因此不宜用在高频电路中。 (3)阻值和精度的选取

电阻值应根据电路实际需要的计算值选择系列表中近似的标称值。若有高精度要求的,则应选择精密电阻器。

在某些场合,也可从Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级电阻器挑选使用,也可采用串、并联方式以满足精度要求。 (4)额定功率的选择

电阻器的额定功率,应选得比计算的消耗散功率(1R)大,在一般情况下,选择为耗散功率的两倍以上。若功率较大,应选用功率电阻器。在某些场合,也可将小功率电阻器串、并联使用,以满足功率的要求。

当电阻器在脉冲状态下工作时,只要脉冲平均功率不大于额定功率即可。 (5)注意最高工作电压的限制

每个电阻器都有一定的耐压,超过这个电压,电阻器就会击穿、烧坏或产生飞弧现象。电阻器在高压下使用时,对于高阻值电压器,其应用值应小于最高工作电压。 (6)使用中应注意的事项

? 为了减少电阻器在随使用时间增长而变化的不稳定性,在电阻器使用前,应先进行人工老化。 ? 较大功率的电阻器应采用螺

钉和支架固定,以防折断引线或造成短路。 ? 电阻器的引线不要从根部打

弯,否则容易折断。 ? 焊接电阻器时动作要快,不要

使电阻器长期受热,以免引起阻值变化。 ? 电阻器的功率大于10W时,应

保证有散热的空间。 ? 电阻器在存放和使用过程中,

都要保持漆膜的完整,更不允许用锉、刮电阻膜的方法来改变电阻器的阻值。因为漆膜脱落后,电阻器的防潮性能变坏,无法保证正常工作。 2.1.2 电位器的识别及检测

一、电位器的分类及外形

电位器是一种连续可调的电阻器,其滑动臂(动接点)的接触刷在电阻体上滑动,可获得与电位器外加输入电压和可动臂转角成一定关系的输出电压,就是说通过调节电位器的转轴,使它的输出电位发生改变,所以称为电位器。

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图2-2 图2-3 电位器的电路符号如图2-2示。常用电位器外形及电路符号如图2-3。

电位器的种类很多,并各有特点,根据制造材料、用途以及调节方式的不同,电位器分为很多种类型,如旋转式、推拉式和直滑式等。按照阻值的变化规律来区分,电位器又分为直线式、指数式和对数式。下面仅将根据不同制造材料来分类的几种常用电位器作一简要介绍。

1.线绕电位器

电阻体是由绕在绝缘骨架上的电阻丝组成。其主要优点是能耐较高的温度,可制成功率型电位器。缺点是分辨率有限,阻值的变化规律呈阶梯状。

2.实心电位器

常用的有有机合成实心电位器和无机合成实心电位器。 有机实心电位器是用有机粘合剂将碳质导电物、填料均匀混合构成电阻体材料,连同引出脚与绝缘塑料粉压制在一起,经加热聚合而成。其特点是分辨率很高,耐磨耐热,且体积小,适合在小型电子设备中使用。

无机实心电位器是用如玻璃釉等含无机粘合剂的碳质合成物和填料混合、冷压在基体上并经烧结而成。具有体积小、防潮、耐热等特点。

3.碳膜电位器

电阻体是用配制好的悬浮液涂抹在玻璃纤维板或纸胶板上制成。它是目前使用最广泛、品种最多、价格最低的一种电位器。其突出优点是分辨率高、阻值范围宽,可从几百欧到几兆欧。缺点是功率较小,耐热耐湿性能稍差。

2.2 电容器

2.2.1电容器参数

在电子产品中,电容器是必不可少的电子器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点,以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明:

(1)标称电容量(CR)

电容器产品标出的电容量值。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中(大约在0.005uF~1.0uF);通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。

(2)类别温度范围

电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。

(3)额定电压(UR)

在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时,必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生。对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。

(4)损耗角正切(tgδ)

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在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说,要求RS愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。

这个关系为:tgδ=RS/XC=2*3.14*f*C* RS 。因此,在应用当中应注意选择这个参数,避免自身发热过大而影响寿命。

电容器的温度特性。通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。

(5)使用寿命

电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。 (6)绝缘电阻

由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低。 2.2.2电容器分类

电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。表2-2列出了常见电容器的字母符号。

表2-2 常见电容器的字母符号

字母 A L B D T G V H J 电容器介质材料 钽电解 聚脂等极性有机薄膜 聚笨乙烯等非极性有机薄膜 铝电解 低频陶瓷 合金电解 云母纸 纸膜复合 金属化纸 字母 N C O Y I Q E Z 电容器介质材料 铌电解 高频陶瓷 玻璃膜 云母 玻璃釉 漆膜 其他材料电解 纸 (8)电容的耐压和绝缘电阻 :

电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。 表3-3是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值,只限电解电容用。

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