"電解電容器的檢測方法
1)測量電解電容器的漏電電阻
依照上述介紹的量程選擇方法,選擇萬用表的合適量程,將紅表筆接電解電容的負(fù)極,黑表筆接電解電容的正極,此時(shí),表針向R為零的方向擺動(dòng),擺到一定幅度后,又反向向元窮大方向擺動(dòng),直到某一位置停下,此時(shí)指針?biāo)傅淖柚当闶请娊怆娙萜鞯恼蚵╇婋娮,正向漏電電阻越大,說明電容器的性能越好,漏電流也越小。將萬用表的紅、黑表筆對(duì)調(diào)(紅表筆接證極,黑表筆接負(fù)極),再進(jìn)行測量,此時(shí)指針?biāo)傅淖柚禐殡娙萜鞯姆聪蚵╇婋娮,此值?yīng)比正向漏電電阻小些。如測得的兩漏電電阻值很小(幾百千歐以下),則表明電解電容器的性能不良,不能使用。
2)電解電容器正、負(fù)電極的判別
電解電容器的正、負(fù)電極的判別方法主要是根據(jù)上列所述測量漏電電阻的方法。用萬用表的歐姆擋,根據(jù)電解電容器的容量選好合適的量程,用兩表筆接電容器的兩引腳測其漏電電阻,并記下這個(gè)阻值的大小,然后將兩表筆對(duì)調(diào)再測一次漏電電阻值,將兩次測量的漏電電阻值對(duì)比,漏電電阻值小的一次,黑表筆所接觸的是電解電容器的負(fù)極。
用萬用表對(duì)電容器進(jìn)行檢測時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):
①不論對(duì)電容器進(jìn)行漏電電阻的測量,還是短路、斷路的測量,在測量過程中要注意手不能同時(shí)碰觸兩根引線。
②由于電容器在測量過程中要有充、放電的過程,故當(dāng)次測量后,必須要先放電(用萬用表表筆將電容器兩引線短路一下即可),然后才可進(jìn)行第二次測量。
③對(duì)在路電容器進(jìn)行檢測時(shí),必須弄清所在電路的其他元器件是否影響測量結(jié)果,一般情況下應(yīng)盡量不采用在路測量。
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"電容器
電容器是一種儲(chǔ)能元件,在電路中用于調(diào)諧、濾波、耦合、旁路、能量轉(zhuǎn)換和延時(shí)。電容器通常叫做電容。按其結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器三種。
鋁電解電容器
它是由鋁圓筒做負(fù)極,里面裝有液體電解質(zhì),插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經(jīng)過直流電壓處理,使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。它的特點(diǎn)是容量大,但是漏電大,誤差大,穩(wěn)定性差,常用作交流旁路和濾波,在要求不高時(shí)也用于信號(hào)耦合。鋁電解電容器有正、負(fù)極之分,使用時(shí)不能接反。有正負(fù)極性,使用的時(shí)候,正負(fù)極不要接反。
主要性能指標(biāo)
標(biāo)稱容量和允許誤差:電容器儲(chǔ)存電荷的能力,常用的單位是F、uF、pF。電容器上標(biāo)有的電容數(shù)是電容器的標(biāo)稱容量。電容器的標(biāo)稱容量和它的實(shí)際容量會(huì)有誤差。一般,電容器上都直接寫出其容量,也有用數(shù)字來標(biāo)志容量的,通常在容量小于10000pF的時(shí)候,用pF做單位,大于10000pF的時(shí)候,用uF做單位。為了簡便起見,大于100pF而小于1uF的電容常常不注單位。沒有小數(shù)點(diǎn)的,它的單位是pF,有小數(shù)點(diǎn)的,它的單位是uF。如有的電容上標(biāo)有“332”(3300pF)三位有效數(shù)字,左起兩位給出電容量的、二位數(shù)字,而第三位數(shù)字則表示在后加0的個(gè)數(shù),單位是pF。
額定工作電壓:在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi),電容器長期可靠地工作,它能承受的直流電壓,就 是電容的耐壓,也叫做電容的直流工作電壓。如果在交流電路中,要注意所加的交流電壓值不能超過電容的直流工作電壓值。常用的固定電容工作電壓有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、2500V、400V、500V、630V、1000V。
絕緣電阻:由于電容兩極之間的介質(zhì)不是的絕緣體,它的電阻不是無限大,而是一個(gè)有限的數(shù)值,一般在1000兆歐以上,電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻,或者叫做漏電電阻,大小是額定工作電壓下的直流電壓與通過電容的漏電流的比值。漏電電阻越小,漏電越嚴(yán)重。電容漏電會(huì)引起能量損耗,這種損耗不僅影響電容的壽命,而且會(huì)影響電路的工作。因此,漏電電阻越大越好。
介質(zhì)損耗:鋁電解電容在電場作用下消耗的能量,通常用損耗功率和電容器的無功功率之比,即損耗角的正切值表示。損耗角越大,鋁電解電容器的損耗越大,損耗角大的電容不適于高頻情況下工作。
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"鋁電解電容器的基本原理
1-1. 鋁電解電容器的基本原理
當(dāng)在兩個(gè)正對(duì)的金屬電極上施加電壓時(shí),電荷將據(jù)電壓的大小被儲(chǔ)存起來,鋁解電容器的基本原理可以用圖1-1來描述:Q=CV Q:電量( C ) V:電壓(V ) C:電容量μF C:電容器的電容量可以由電極面積S [m2],介質(zhì)厚度t [m]以及相對(duì)介電常數(shù)ε來表示: C[F]= ε0·ε·S/t
ε0:介質(zhì)在真空狀態(tài)下的介電常數(shù)(=8.85x10-12 F/M)鋁氧化膜的相對(duì)介電常數(shù)為7~8,要想獲得更大的電容,可以通過增加表面積S或者減少其厚度t來獲得。
表1-1列出了電容器中常用的幾種典型的介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù),在很多情況下,電容器的命名通常是根據(jù)介質(zhì)所使用的材料來決定的,例如:鋁電解電容器、鉭電容器等。
介質(zhì) 相對(duì)介電常數(shù) 介質(zhì) 相對(duì)介電常數(shù)
鋁氧化膜 7 ~ 8 陶瓷 10 ~ 120
薄膜樹脂 3.2 聚苯乙烯 2.5
云母 6 ~ 8 鉭氧化膜 10 ~ 20
雖然鋁電解電容器非常小,但它具有相對(duì)較大的電容量,因?yàn)槠渫ㄟ^電化學(xué)腐蝕后,電極箔的表面積被擴(kuò)大了,并且它的介質(zhì)氧化膜非常薄。圖1-2形象地描述了鋁電解電容器的基本組成。
1-2電解電容器的等效電路
電容器的等效電路圖可由下圖2表示
R1:電極和引出端子的電阻;
R2:陽極氧化膜和電解質(zhì)的電阻;
R3:損壞的陽極氧化膜的絕緣電阻;
D1:具有單向?qū)щ娦缘年枠O氧化膜;
C1:陽極箔的容量;
C2:陰極箔的容量
L :電極及引線端子等所引起的等效電感量
1-3電解電容器基本的電性能
1-3-1 電容量
電容器的由測量交流容量時(shí)所呈現(xiàn)的阻抗決定。交流電容量隨頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。電解電容的容量隨頻率的增加而減小。和頻率一樣,測量時(shí)的溫度對(duì)電容器的容量有一定的影響。隨著測量溫度的下降,電容量會(huì)變小。另一方面,直流電容量,可通過施加直流電壓而測量其電荷得到,在常溫下容量比交流稍微的大一點(diǎn),并且具有更優(yōu)越的穩(wěn)定特性。
1-3-2 Tan δ(損耗角正切)
在等效電路中,串聯(lián)等效電阻ESR同容抗1/ wC之比稱之為Tan δ,其測量條件與電容量相同。tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR
其中:RESR=ESR(120 Hz) w=2πf f=120Hz tan δ隨著測量頻率的增加而變大,隨測量溫度的下降而增大。阻抗(Z):在特定的頻率下,阻礙交流電通過的電阻就是所謂的阻抗(Z)。它與容量以及電感密切相關(guān),并且與等效串聯(lián)電阻ESR也有關(guān)系。具體表達(dá)式如下:
其中:Xc=1/ wC=1/ 2πfC XL=wL=2πfL
漏電流:電容器的介質(zhì)對(duì)直流電具有很大的阻礙作用。然而,由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液,在施加電壓時(shí),重新形成以及修復(fù)氧化膜的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流,剛施加電壓時(shí),漏電流較大,隨著時(shí)間的延長,漏電流會(huì)逐漸減小并終保持穩(wěn)定。漏電流隨時(shí)間變化特征圖測試溫度和電壓對(duì)漏電流具有很大的影響。漏電流會(huì)隨著溫度和電壓的升高而增大。
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