2-电容

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1、色环电阻值速读方法色环电阻值速读方法 普通精度的电阻用四条色环来表示其阻值与误差级别，首先 要把颜色与所代表的数字记熟，即：棕1、红2、橙3、黄4、 绿5、蓝6、紫7、灰8、白9、黑0。色环与数字的对应关系， 把它们编成口诀： 误差色环的判断，通常离其他色环较远或离电阻器引线 端较远的色环为误差色环；也可以通过色环的颜色来判 断：若末端色环为黑、橙、黄、灰、白色，则该色环不 是误差标志，而是第一位有效数字；若末端色环为金色 或银色，则其为误差色环，则从另一端读起。 金色为I级误差（5%）、银色为级误差（10%） 棕色误差为1%。红2%、绿0.5%、蓝0.25%、紫0.1% 棕1红2橙上3，4黄

2、5绿6是蓝， 7紫8灰9雪白，黑色是0须记牢。 1、偏差环距其它环较远。 2、偏差环较宽。 3、第一环距端部较近。 4、有效数字环无金、银色。（解释：若从某端环数起 第1、2环有金或银色，则另一端环是第一环。） 5、偏差环无橙、黄色。（解释：若某端环是橙或黄色 ，则一定是第一环。） 6、试读：一般成品电阻器的阻值不大于22M，若试 读大于22M，说明读反。 7、试测。用上述还不能识别时可进行试测，但前提是 电阻器必须完好。 读出以下碳膜电阻器的阻值 R12 红红棕 R1 棕黑黄 R13 红黄橙 R3 棕黑棕 R5 棕绿棕 R7 绿棕黑 R4 红黑橙 R8 棕黑红 R6 蓝红橙 R9 蓝灰棕 R

3、10 绿棕橙 R2 红黑红 R11 棕黑红 100k 62k1k 2k51 220 100 20k 150 51k 680 1k24k 【例1】 标称阻值为5.1k、额定功率为0.5W的电阻器， 在电路中所能承受的最大电压和电流是多少？ 解：由公式 可知 = 50.5（V） = 0.009 9（A） 该电阻器所能承受的最大电压为50.5V、最大电流为 0.009 9A。 【例2】 一只1.8k、0.125W的电阻与一只2.2k、 0.25W的电阻串联后，接在5V电源上，试判断能否正常工 作？若接在36V电源上，会出现什么情况？若接在110V电 源上，又会出现什么情况？ 分析：两只电阻串联后能否

4、正常工作，主要依据每只电 阻的实际功率、电压或电流是否低于额定值来判断。若实 际值低于额定值，能正常工作；否则不能正常工作。掌握 这种判断方法后，当需要一个非标称阻值的电阻时，可选 择适当标称阻值的电阻串联来替代。 解：1.8k、0.125W电阻允许通过的最大电流为 = 0.008 33（A） 2.2k、0.25W电阻允许通过的最大电流为 = 0.010 67（A） （1）接5V电源时，两只电阻串联后的实际电流为 = 0.001 25（A） 由此可知，每只电阻的实际电流均小于允许通过的最大 电流，故能正常工作。 （2）接36V电源时，两只电阻串联后的实际电流为 = 0.009（A） 由此可知，

5、1.8k、0.125W电阻的实际电流大于允许通 过的最大电流，会烧坏，故不能正常工作。 （3）接110V电源时，两只电阻串联后的实际电流为 = 0.027 5（A） 由此可知，两只电阻的实际电流均大于允许通过的最大 电流，实验证明1.8k、0.125W先烧坏，故不能正常工作 。 第二章 电容器 Capacitor 2.1 电容器的基本特性、种类及型号 任何两个彼此绝缘而又互相靠近 的导体都可以看成一个电容器。 1. 电容器 平行板电容器 在两个平行金属板之间夹上一 层绝缘介质，就组成一个最简单的电容器，这种电 容器叫做平行板电容器。 一、电容器的定义及特性 电容的结构 电容器是一种储 存电荷的

6、元件 电容器特性“丰富多彩” 2、特点：它具有充放电特性和阻止直流电流通 过，允许交流电流通过的能力（隔直通交）。 在充电和放电过程中，两极板上的电荷有积累 过程，也即电压有建立过程，因此电容器上的电 压不能突变。 电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分 析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大 小。 3、作用： 电容器广泛应用于各种高、低频电路中和电源电路中 ，起退耦、耦合、滤波、旁路、谐振、降压、定时等 作用。 名词解释： 1)滤波：指滤除干扰信号、杂波等 2)耦合：指将两个或两个以上的电路连接起来并使之相 互影响的方法 3)退耦：指消除或减轻两个以上电路间在某方面相互影 响的方法 4

7、)旁路：指与某元件或某电路相并联，其中某一端接地 ，将有关信号短接到地 5)谐振：指与电感并联或串联后，其自由振荡频率与输 入频率相同时产生的现象。 耦合电容 示意图 用在耦合电路中的电容器 称耦合电容 C1是接在VT1和VT2两极 放大器之间的耦合电容 阻容耦合放大器和其它电 容耦合放大器电路中大量 使用这种电容电路，起隔 直流通交流的作用。 VT1 C1 VT2 VD1 C 滤波电容 示意图 电路，滤波电容将一定频段 内的信号从总信号中去除， 用在滤波电路中的电容器称 滤波电容 电源滤波和各种滤波电路中 使用这种电容。 谐振电容 示意图 用在LC谐振电路中的 电容器称谐振电容 C为并联谐振

8、电路中的 谐振电容 LC并联和串联谐振电 路中都需要这种电容 电路 图 常见电容器外形图 4、电容器的工作特性: 在电路中对直流电起阻碍作用, 是储能元件(储存电 场能量)。电容器的符号: C 单位: (F) a) 电容器的伏安特性: t时刻, 电容C两端的交流电压瞬时值为UC, 由物理 学知，当电容器两端存在电压时，电容器的极板 上积累的电荷量qUC , 即: “通过”电容的电流iC为t时刻电容器极板所带电荷量的变化率， 物理含义: 在1s时间电容器两端电压变化1V时，电容器“ 通过”电流1A，电容器的电容量为1F。 电流与电压的变 化率成正比。 基本基本关系式：关系式： 电流与电压的相位关

9、系电流与电压的相位关系 频率相同频率相同 I I = =U U C C 电流超前电压电流超前电压9090 相位差相位差 则： u i C + _ 设： b) 或 则: 容抗（） 定义： c)有效值 所以电容C具有隔直通交的作用 XC 直流： XC ，电容C视为开路 交流：f 如： 若 电压超前电压超前电流电流 两两同频率同频率的正弦量之间的初相位之差。的正弦量之间的初相位之差。 补充补充1 1：相位差：相位差 电压滞后电压滞后电流电流 或或电流超前电压电流超前电压 电流、电压正交电流、电压正交 电压与电流电压与电流同相同相 电流超前电压电流超前电压 电压与电流反相电压与电流反相 ui t u

10、i O t u i ui O 频率不同的正弦量比较相位无意义。 两同频率的正弦量之间的相位差为常数， 与计时的起点无关。 注意注意: : t O 瞬时值表达式 前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。前两种不便于运算，重点介绍相量表示法。 波形图 补充补充2 2：正弦量的表示方法正弦量的表示方法 必须必须 小写小写 相量 u O 重点重点 设正弦量: 相量: 表示正弦量的复数称为相量 用相量表示用相量表示: : 相量的模相量的模= =正弦量的有效值正弦量的有效值 相量辐角相量辐角= =正弦量的初相角正弦量的初相角 电压的有效电压的有效 值相量值相量 复数 相量只是表示正弦量，而不等于正弦量。相量

11、只是表示正弦量，而不等于正弦量。 注意注意: : ？ = 只有正弦量才能用相量表示，只有正弦量才能用相量表示， 非正弦量不能用相量表示。 只有同频率的正弦量才能画在同一相量图上。 相量的模相量的模= =正弦量的最大值正弦量的最大值 相量辐角相量辐角= =正弦量的初相角正弦量的初相角 或： 电压的幅电压的幅 值相量值相量 “j”“j”的数学意义和物理意义的数学意义和物理意义 设相量设相量 相量 乘以 ， 将顺时针旋转 ，得到 容抗XC是频率的函数 可得相量式可得相量式 则： 电容电路中复数形式的欧姆定律电容电路中复数形式的欧姆定律 相量图 超前 O 由 ： d) 电容电路的功率 假设电容两端电压

12、 物理含义: 第一个1/4周期里,电压为正, 电容器充电, 电容器电荷量增加, 电容器把电源的电能转换成电场 能；第二个1/4周期里,电流为负, 电容器放电, 电容器电荷量减少, 电容器把电场能转换成电能, 还 给电源。这表征电容器不消耗电 源能量,只是与电源作周期性能量 互换。 瞬时功率 ： u i + - u i + - u i + - u i + - + p 0 充电充电 p 0 充电充电 p 0 放电放电 p o 所以电容C是储 能元件。 结论： 纯电容不消 耗能量，只和 电源进行能量 交换（能量的 吞吐)。 u i o u,i 平均功率（ P ） 物理含义：电容电路中的电阻为零，没有

13、能量 消耗，在一个周期里尽管时而从电源吸取能量 ，时而又放出能量，其吸放能量之和为零。这 表征电容没消耗掉电源能量,电容不是耗能元件 ,而是储能元件。 T周期时间内 C C是非耗是非耗 能元件能元件 无功功率(PQ) 虽然在电容电路中没有能量损耗，但是在储能、释 能过程中,电容器与电源之间不断地进行着能量互 换。这种能量互换的规模通常用无功功率PQ来表征 ，并且规定无功功率等于瞬时功率的最大值pm。pm =UI 所以，PQ为有效值U与I的乘积, 具有功率的单 位, 但它不具有耗能意义。其单位用var表示。 电容器的等效电路 下图示出了实际电容器的两种等效电路 为电介质漏电阻(dielectri

14、c leakage resistance)， 为等效串联电阻（equivalent series resistance: ESR）。 （a）串联等效电路 （b）并联等效电路 Rp Rs Z Cs Rs C Rp a b 串联等效阻抗 并联等效阻抗 一个电容器可以用等效并联电路表示，也可以 用等效串联电路表示，什么情况用何种电路表示取 决于所用的测量仪器及测试频率。一般情况下，低 频时测得的是串联形式的电容，因此用等效串联电 路表示。当电容器损耗以介质损耗为主时，一般用 等效并联电路表示，当以金属部分损耗为主时用等 效串联电路表示。 电容器在电场作用下，单位时间内因发热 而消耗的能量叫做电容器的

15、损耗。通常用 损失角的正切表示电容器的损耗。 定义:在规定频率的正弦电压下，电容器所 损耗的有功功率与无功功率的比值称为损 耗角正切。 电容器的损耗 串联等效电路 对于电容来说，要求 愈小愈好，也就是损耗正 切越小越好。 CS RS UC UR U U I d UR UC s R 电容器的损耗 并联等效电路 IR I IC U I U IR IC 不同介质电容tg值相差很大，一般在10-210-4数量级范围内。 电容器tg的测量在规定的频率下进行。低频损耗在1kHz下测量， 电容器大于1uF在工频下测量。高频损耗在1MHz下测量，电容量 大于1000PF在1kHz下测量。电解电容器在工频或2倍

16、工频下测量 ，施加的交流电压一般不超过3V，此外，还要加一定直流偏压， 但其总和不得超过工作电压。 电 容 器 的 分 类 按电容器的容量 是否可调分为 按介质不同 可分为 固定电容器 可变电容器 微调电容器 有机介质 电容器 无机介质 电容器 电解电容器 纸介电容器 塑料电容器 其他有机介质电容器 气体介质电容器 云母电容器 玻璃及玻璃釉电容器 瓷介电容器 铝电解电容器 钽电解电容器 铌电解电容器 37 二、电容器的分类及标志 （一） 常用无极性固定电容器 1、纸介质电容器(CZ) 以纸作为介质 电极用铝箔或锡箔做成，绝缘介质采用浸腊的纸相叠后卷成 圆柱体，外包防潮物质（如金属壳）。大容量的纸介电容器常在 铁壳里灌满电容器油以提高耐压强度，被称为油浸纸介电容器。