實訓專案2電容元件的認知與識別實驗報告

2021-03-03 23:30:59 字數 4725 閱讀 7654

一、實訓概要

主要介紹電容器的基本知識及結構特點。要求學生掌握三方面內容:(1)電容器的型別、符號及標識;(2)各種電容器的特點及應用環境;(3)電容器的檢測技巧。

學習時,要自始至終以認識電容器、檢測電容器、了解各種電容器的應用為重點。

二、實訓目的

1、了解電容器的分類和常任電容器的效能。

2、了解電容器標誌識別。

3、掌握電容器的測量方法。

三、實訓原理

電容器是儲存電荷的容器,它的容量決定了它對電荷的儲存能力。若將兩塊彼此絕緣的金屬極板面對面放置,就構成了乙個最簡單的電容器。

電容器的容量單位為法拉第,簡稱法,用f表示。法拉第這個單位太大,常用比法拉第更小的單位,如毫法(mf)、微法(μf)、納法(nf)、皮法(pf)等。

一、電容器主要引數

1. 電容器的電路符號

電容器的電路符號如圖——所示。

2.電容器型號命名

例如,某電容器標註為czd-250-0.47-10%,其含義如下:

c zd2500.4710%

3.電容量

電容量是指電容器儲存電荷的能力。常用單位:法(f)、微法(f)、皮法(pf)。三者的關係為:1pf=10-6f=10-12 pf。

通常,容量在微法級的電容器直接在上面標註其容量,如47f,但皮法級的電容用數字標註其容量,如332即表明容量為3 300pf,即最後位為十的指數,這和用數字表示電阻值的方法是一樣的。

國家規定了一系列容量值作為產品標稱。固定電容器的標稱容量系列如表1.4所示。

表1.4 固定式標稱容量系列e24、e12、e6

二. 電容器的分類

按電容器的容量是否可調來分,電容器可分為:固定電容器、可變電容器及微調電容器。

按電容器所用的介質來分,可分為:有機介質電容器、無機介質電容器、氣體介質電容器、電解電容器。

固定電容器

4. 電解電容器

電解電容器的介質是一層極薄的金屬氧化膜,氧化膜的金屬基體是電容器的陽極(正極),另一塊未氧化的金屬極板是電容器的陰極(負極)。氧化膜及陰極均浸泡在電解液中,電解電容器的電極有正負之分。

電解電容器的容量可以做得很大,一般在微法級以上,最大的可以做到法拉級。

電解電容器可分為鋁電解電容器、鉭電解電容器及無極性電解電容器等。

鋁電解電容器是以鋁氧化膜為介質構成的。鋁電解電容器具有容量範圍寬、容易製作、**低廉等特點,因而應用十分廣泛。

鉭電解電容器是以鉭氧化膜為介質構成的,由於鉭氧化膜的介電常數比鋁氧化膜介電常數大得多,因此,在同等容量下,鉭電解電容器的體積可以做得更小。鉭電解電容器的效能比鋁電解電容器要好,它的主要特點是:工作溫度範圍寬頻率特性好、容量穩定度高、可靠性好。

無極性電解電容器是由兩個有極性的電解電容器負極對接後,再封裝於同一外殼中而形成的。

2、雲母電容

雲母電容器是以雲母為介質的電容器,其容量往往較小,一般在0.1μf以下。雲母電容器的主要特點是高頻效能好、穩定性和可靠性高,能用於要求較高的場合中。

用雲母片做介質的電容器,高頻效能穩定,耐壓高(幾百伏~幾千伏),漏電流小,但容量小,體積大。

3.瓷質電容

瓷介質電容器是以陶瓷材料為介質的電容器,又稱陶瓷電容器。片形瓷介質電容器應用最為廣泛,常說的瓷片電容器指的就是這種電容器。瓷介質電容器常用於高頻濾波、高頻訊號耦合及諧振等方面。

採用高介電常數、低損耗的陶瓷材料作介質,電容器的體積小、損耗小、絕緣電阻大、漏電流小、效能穩定,可工作在超高頻段,但耐壓低,機械強度較差。

4.玻璃釉電容

玻璃釉電容具有瓷質電容的優點,但比同容量的瓷質電容體積小,工作頻帶較寬,可在125c下工作。

5.紙介電容

紙介電容的電極用鋁箔、錫箔做成,絕緣介質是浸醋的紙,錫箔或鋁箔與紙相疊後捲成圓柱體,外包防潮物質。體積小、容量大,但效能不穩定,高頻效能差。

6.聚苯乙烯電容器

聚苯乙烯電容器是一種有機薄膜電容器。以聚苯乙烯為介質,用鋁箔或直接在聚苯乙烯薄膜上蒸上一層金屬膜為電極。絕緣電阻大、耐壓高、漏電流小、精度高,但耐熱性差,焊接時,過熱會損壞電容。

7.片狀電容器

目前,片狀電容器廣泛用在混合積體電路、電子手錶電路和計算機中。有片狀陶瓷電容、片狀鉭電容、片狀陶瓷微調電容等。其體積小、容量大。

8.獨石電容

獨石電容器是以鈦酸鋇為主的陶瓷材料燒結而成的一種瓷介質電容器,體積小、耐高溫、絕緣性能好、成本低,多用於小型和超小型電子裝置中。

塑料薄膜電容器

1. 分類

塑料薄膜電容器是以塑料薄膜為介質構成的,塑料薄膜電容器可分為聚苯乙烯電容器、聚丙烯電容器、聚四氟乙烯電容器、滌綸(聚脂)電容器、聚碳酸脂漆膜電容器及複合膜電容器等多種型別。

2.特點

聚苯乙烯電容器的主要特點是絕緣電阻高,容量精度高,穩定性好。但要求工作環境的溫度不能太高,一般不能超過70℃。

聚丙烯電容器的特點與聚苯乙烯電容器相似,且工作環境的上限溫度可以更高一些。它的容量穩定性比聚苯乙烯電容器稍差。

聚四氟乙烯電容器的特點是損耗小,耐溫性能好,引數穩定性好。

滌綸(聚脂)電容器的特點是介電常數大,耐熱性好,工作上限溫度可達120~130℃。但其損耗隨頻率的增大而增大,因而不宜用於高頻環境。

聚碳酸脂漆膜電容器具有體積小,重量輕、容量大等特點。但耐壓往往較低,一般只有幾十伏。。

可變電容器

可變電容器是指:應用時,其容量可調節的電容器。可變電容器廣泛用於調諧電路,它即可用於選頻,也可用於校正頻率。

4. 變容原理

可變電容器的容量調節原理非常簡單,例如在圖中,若該電容的一塊金屬極板a固定,而另一塊金屬極板b可以轉動,則通過轉動金屬極板b,就可以改變ab之間的正對面積,從而達到改變容量的目的。

二. 可變電容器的主要型別及特點

1. 空氣介質可變電容器

這種電容器的介質為空氣,它由兩組金屬片組成電極,一組固定,稱為定片,另一組可以轉動,稱為動片。當動片全部旋進定片中時,電容器的容量最大,全部旋出時,電容器的容量最小。

這種可變電容器的容量可在幾pf到數百pf之間變化。

2. 固體介質可變電容器

這種電容器的動片和定片之間常以塑料薄膜作介質,動片和定片之間距離極近,因而體積比空氣介質可變電容器要小。這種可變電容器的容量變化範圍一般在5pf~300pf以內。

3、半可調電容器(微調電容器)

半可調電容器在電路中主要用做補償和校正。調節範圍為幾十皮法。常用的半可調電容器有:有機薄膜介質微調電容器、瓷介質微調電容器、拉線微調電容器和雲母微調電容器等。

二.電容器的命名(38頁)

國產電容器的型號常由四部分組成。第一部分為產品的主稱;第二部分用字母表示產品的介質材料;第三部分用數字或字母表示分類;第四部分用數字表示產品的序號。

三.電容器的標識

乙個電容器上除了標有型號外,還常標有耐壓、容量、允許誤差、工作溫度範圍等內容,這些統稱為電容器的標識。電容器的標識通常有直標法、文字元號法及色標法三種。

1. 直標法

直標法是一種最直觀的方法,它直接在電容器的表面上標出型號、耐壓、容量、允許誤差、生產日期等內容。

2. 文字元號法

文字元號法是一種比較直觀的標識方法,它是利用數字和文字元號在電容器表面標出有關引數方法。

3. 數碼表示法

數碼表示法是一種用數字表示電容器容量的方法。

4. 數值表示法

數值表示法是一種利用具體數值來表示電容器容量的方法。

三、電容器的檢測與更換

檢測電容器的方法很多,這裡主要介紹三種常用的方法。

一. 直觀檢查法

對於乙個電容器是好是壞,首先應採用直觀檢查法進行初步判斷,若電容器出現開裂、穿洞、燒焦、引腳鬆脫或銹斷、外部有電解液漏出、頂部明顯隆起、發熱比較嚴重等現象時,說明電容器損壞。

二. 用萬用表檢測電容器

1. 如何判斷電容器是否斷路

在電容器使用前,必須對電容器進行測量,對於電容器的測量應用專用儀器,如電容測量儀。在某些情況下,對電容量大於0.1μf的電容器,可用萬用表進行檢測。

其檢測方法是:首先根據電容器容量的大小選擇合適的量程,通常為:0.

1-10μf選用r*k檔,10-300μf選用r*10k檔。然後用錶筆分別接觸電容器的兩根引線,表針若先朝順時針方向轉動,然後又慢慢地向反方向退回到r=∞的位置(零點位置)。當指標不能回到零點時說明電容器漏電,如果表針距零點位置較遠,表示電容器漏電嚴重,不能使用。

對於容量在0.1μf以上的電容器來說,用萬用表很容易判斷其是否斷路。先將萬用表調至1k檔或10k檔。

再測量電容器,若表針不擺動,說明電容器斷路。

對於容量在0.1μf以下的電容器來說,由於充電速度太快,用萬用表難以判斷其是否斷路。。

2. 如何判斷電容器是否擊穿

電容器是否擊穿,用萬用表很容易判斷出來。用萬用表電阻檔測量電容器時,若測得的阻值很小,且表針總是停在某固定讀數上,不再回擺,說明該電容器已擊穿。

3. 如何判斷電容器漏電

電容器是否漏電,也可以用萬用表電阻檔(1k或10k檔)進行測量。若測量時,表針先偏轉一定角度,然後,又回擺至初始位置,說明電容器不漏電;若表針未能回擺至初始位置,說明存在一定的漏電現象。

4. 如何判斷電容器容量減小

對於大容量電容器來說,其容量是否減小,可通過萬用表進行判斷。例如,某電容器的標稱容量為100μf,用萬用表1k檔測量其正向電阻,若表針偏轉角度明顯減小,說明其容量減小。

四、實訓儀器和裝置

指標萬用表一台,數字萬用表一台,元件盒,電容元件若干,可變電容器若干

五、實訓內容和步驟

1、根據給定的電容元件集合,認識如下元件:cc,cd,cz,ca,cb,cbb,cy,ci,cj,等固定電容器及各種可變電容器

3、電容器的標稱系列的認識:e6,e12,e24,等系列電阻的允許偏差。

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