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用多用電表檢查電解電容器【知識鏈接一 】由兩塊靠得很近的、用空氣或其他物質絕緣的平行金屬板就構成了一種最簡單的電容器。其電容量的大小跟兩極的正對面積、間距和介質的介電常數(shù)有關。盡管形形色色的電容器大小形狀各異，它們往往都是平行板電容器的某種變形。鋁電解電容器是用高純度的鋁箔和浸著過電解液的導電紙作為極板巻制而成的。在制作過程中，使鋁箔的表面產生一層極薄的氧化鋁膜作為絕緣介質。由于氧化膜很薄，所以容量可以做得很大。鋁電解電容器是由鋁圓筒做負極，里面裝有液體電解質，插入一片彎曲的鋁帶做正極而制成的電容器稱作鋁電解電容器。如圖所示，它的芯子是由陽極鋁箔、浸有電解液的襯墊紙、陰極鋁箔、天 然氧化膜等重疊卷繞而成的，芯子含 浸電解液后用鋁殼和膠蓋密閉起來就 構成一個電解電容器。一般情況下， 鋁電解電容器的鋁殼外面都有一個塑料套管。 電解電容器兩引線有正負極性之分，在電路中正極接電勢較高的點，負極接電勢較低的點。接錯了，有被擊穿的危險。如何識別與檢測呢？1、 電容上面有標志的黑塊為負極；2、 在PCB上電容位置上有兩個半圓，涂顏色的半圓對應的引腳為負極。也有用引腳長短來區(qū)別正負極：長腳為正，短腳為負；在外殼上，用“+”表示正端，與金屬殼絕緣的引線便是正端。如下圖3、 如果無法判斷正負端，可以用萬用表來測量。電容兩極之間的介質并不是絕對的絕緣體，它的電阻也不是無限大，而是一個有限的數(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漏電電阻。只有電解電容的正極接電源正（電阻擋時的黑表筆），負端接電源負（電阻擋時的紅表筆）時，電解電容的漏電流才小（漏電阻大）。反之，則電解電容的漏電流增加（漏電阻減小）。這樣，我們先假定某極為“+”極，萬用表選用R100或R1K擋，然后將假定的“+”極與萬用表的黑表筆相接，另一電極與萬用表的紅表筆相接，記下表針停止的刻度（表針靠左阻值大），對于數(shù)字萬用表來說可以直接讀出讀數(shù)。然后將電容放電（兩根引線碰一下），然后兩只表筆對調，重新進行測量。兩次測量中，表針最后停留的位置靠左（或阻值大）的那次，黑表筆接的就是電解電容的正極。4、 怎樣識別電容器的型號順序類別名稱簡稱符號第一個字母主稱電容器容C第二個字母介質材料紙質紙Z電解電D云母云Y高頻瓷介瓷C低頻瓷介T金屬化紙介J聚丙乙烯等B滌綸等L第三個字母以后形狀筒形筒T管狀管G立式矩形立L園片形園Y結構密封密M大小小型小X【知識鏈接二 】認識多用電表實驗方案一：用指針式萬用表檢測【實驗報告】一、 實驗目的1、會識別電解電容器，能正確讀出電解電容器上標注的容量、極性標志及耐壓值。2、學會用萬用電表檢測電解電容器的好壞。二、實驗原理電容量：電容器上標有的電容數(shù)是電容器的標稱容量。電容器的標稱容量和它的實際容量會有誤差。一般，電容器上都直接寫出其容量，也有用數(shù)字來標志容量的，通常在容量小于10000pF的時候，用pF做單位，大于10000pF的時候，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)點的，它的單位是pF，有小數(shù)點的，它的單位是uF。如有的電容上標有“332”（3300pF）三位有效數(shù)字，左起兩位給出電容量的第一、二位數(shù)字，而第三位數(shù)字則表示在后加0的個數(shù)，單位是pF。額定工作電壓：在規(guī)定的工作溫度范圍內，電容長期可靠地工作，它能承受的最大直流電壓，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最大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、250V、400V、500V、630V、1000V。絕緣電阻：由于電容兩極之間的介質不是絕對的絕緣體，它的電阻不是無限大，而是一個有限的數(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，漏電越嚴重。電容漏電會引起能量損耗，這種損耗不僅影響電容的壽命，而且會影響電路的工作。因此，漏電電阻越大越好。當電容器的兩塊金屬板與直流電源的正負極相接時，兩極板就分別帶上等量的正負電荷，這種現(xiàn)象稱為電容器的充電，充電時電路中會出現(xiàn)充電電流，當所充的電荷形成的電壓與電池的電動勢相等后，充電結束，電路中便沒有了電流。這時電容器儲存了電能。當電容器兩級用導線連接時（俗稱為短路），其間電壓很快降低，直至正負電荷全部中和，這就是放電。用歐姆表接電容器時就是一個充電的過程，觀察充電到充滿的過程中電流的變化便可知道它的好壞與優(yōu)劣。三、 實驗器材 多用電表一只、電解電容器多個（短路的、漏電的、完好的各有一個）四、 實驗步驟 1、 把萬用電表量程選擇開關旋至歐姆檔1K擋2 、將紅黑表筆短接，進行歐姆調零。3、 測試。將黑表筆接電解電容器正極引線，紅表筆接負極引線，觀察萬用電表指針擺動情況，將觀察結果填入表格。說明：測試時，表針向右偏轉為充電，然后緩慢向左退回，并穩(wěn)定在某一數(shù)值上，若該數(shù)值穩(wěn)定在幾十千歐至幾百千歐范圍或趨近，則被測電容是好的；若表針不擺動，則表明電容器內的電解液干涸已不能使用；若表針大幅向右擺動，且停在電阻為0的位置，則表明電容器已被擊穿（或短路）也不能使用；若指針擺到某一非零位置，也不返回，說明電容器嚴重漏電。五、 實驗數(shù)據(jù)記錄及判斷電容量耐壓值表針擺動情況檢測讀數(shù)（絕緣電阻）質量分析（好或壞）123六、實驗結論七、注意事項1、在用萬用電表的歐姆檔檢測電解電容器時不能用雙手同時握住兩表筆與電容器的兩接線柱，因為人體就相當于一個容量較大的電容器，這樣做相當于并聯(lián)進去了一個人體電容器。2.、在用萬用電表的歐姆檔檢測電解電容器時，不能將電解電容器的極性接錯，接錯后金屬電極（正極）在檢測過程中將會溶解，最終使電容器兩級短路。3、在用萬用電表的歐姆檔檢測電解電容器時，歐姆檔的倍率需選測1K或100，而不要使用1或10擋，否則指針偏角極小現(xiàn)象很不明顯。實驗方案二：用數(shù)字萬用表測電容器一、用電容檔直接檢測某些數(shù)字萬用表具有測量電容的功能，其量程分為2000p、20n、200n、2和20五檔。測量時可將已放電的電容兩引腳直接插入表板上的Cx插孔，選取適當?shù)牧砍毯缶涂勺x取顯示數(shù)據(jù)。2000p檔，宜于測量小于2000pF的電容；20n檔，宜于測量2000pF至20nF之間的電容；200n檔，宜于測量20nF至200nF之間的電容；2檔，宜于測量200nF至2F之間的電容；20檔，宜于測量2F至20F之間的電容。經(jīng)驗證明，有些型號的數(shù)字萬用表（例如DT890B）在測量50pF以下的小容量電容器時誤差較大，測量20pF以下電容幾乎沒有參考價值。此時可采用并聯(lián)法測量小值電容。方法是：先找一只220pF左右的電容，用數(shù)字萬用表測出其實際容量C1,然后把待測小電容與之并聯(lián)測出其總容量C2，則兩者之差（C1C2）即是待測小電容的容量。用此法測量120pF的小容量電容很準確。二、用電阻檔檢測實踐證明，利用數(shù)字萬用表也可觀察電容器的充電過程，這實際上是以離散的數(shù)字量反映充電電壓的變化情況。設數(shù)字萬用表的測量速率為n次/秒，則在觀察電容器的充電過程中，每秒鐘即可看到n個彼此獨立且依次增大的讀數(shù)。根據(jù)數(shù)字萬用表的這一顯示特點，可以檢測電容器的好壞和估測電容量的大小。下面介紹的是使用數(shù)字萬用表電阻檔檢測電容器的方法，對于未設置電容檔的儀表很有實用價值。此方法適用于測量0.1F幾千微法的大容量電容器。1 測量操作方法如圖5-11（a）所示，將數(shù)字萬用表撥至合適的電阻檔，紅表筆和黑表筆分別接觸被測電容器Cx的兩極，這時顯示值將從“000”開始逐漸增加，直至顯示溢出符號“1”。若始終顯示“000”，說明電容器內部短路；若始終顯示溢出，則可能時電容器內部極間開路，也可能時所選擇的電阻檔不合適。檢查電解電容器時需要注意，紅表筆（帶正電）接電容器正極，黑表筆接電容器負極。2 測量原理用電阻檔測量電容器的測量原理如圖5-11（b）所示。測量時，正電源經(jīng)過標準電阻R0向被測電容器Cx充電，剛開始充電的瞬間，因為Vc 0，所以顯示“000”。隨著Vc 逐漸升高，顯示值隨之增大。當Vc 2V 時，儀表開始顯示溢出符號“1”。充電時間t為顯示值從“000”變化到溢出所需要的時間，該段時間間隔可用石英表測出。3 使用DT830型數(shù)字萬用表估測電容量的實測數(shù)據(jù)使用DT830型數(shù)字萬用表估測0.1F幾千微法電容器的電容量時，可按照表5-1選擇電阻檔，表中給出了可測電容的范圍及相對應的充電時間。表中所列數(shù)據(jù)對于其他型號的數(shù)字萬用表也有參考價值。選擇電阻檔量程的原則是：當電容量較小時宜選用高阻檔，而電容量較大時應選用低阻檔。若用高阻檔估測大容量電容器，由于充電過程很緩慢，測量時間將持續(xù)很久；若用低阻檔檢查小容量電容器，由于充電時間極短，儀表會一直顯示溢出，看不到變化過程。三、用電壓檔檢測用數(shù)字萬用表直流電壓檔檢測電容器，實際上是一種間接測量法，此法可測量220pF1F的小容量電容器，并且能精確測出電容器漏電流的大小。1 測量方法及原理測量電路如圖5-12所示，E為外接的1.5V干電池。將數(shù)字萬用表撥到直流2V檔，紅表筆接被測電容Cx的一個電極，黑表筆接電池負極。 2V檔的輸入電阻RIN10M。接通電源后，電池E經(jīng)過RIN向Cx充電，開始建立電壓Vc。Vc與充電時間t的關系式為 在這里，由于RIN兩端的電壓就是儀表輸入電壓VIN，所以RIN實際上還具有取樣電阻的作用。很顯然，VIN（t）EVc（t）Eexp（t/RINCx） （5-2）圖5-13是輸入電壓VIN(t)與被測電容上的充電電壓Vc（t）的變化曲線。由圖可見，VIN（t）與Vc（t）的變化過程正好相反。VIN（t）的變化曲線隨時間的增加而降低，而Vc（t）則隨時間的增加而升高。儀表所顯示的雖然是VIN-（t）的變化過程，但卻間接地反映了被測電容器Cx的充電過程。測試時，如果Cx開路（無容量），顯示值就總是“000”，如果Cx內部短路，顯示值就總是電池電壓E，均不隨時間改變。式（5-2）表明，剛接通電路時，t0，VIN=E，數(shù)字萬用表最初顯示值即為電池電壓，爾后隨著Vc（t）的升高，VIN（t）逐漸降低，直到VIN0V，Cx充電過程結束，此時 使用數(shù)字萬用表電壓檔檢測電容器，不但能檢查220pF1F的小容量電容器，還能同時測出電容器漏電流的大小。設被測量電容器的漏電流為ID，儀表最后顯示的穩(wěn)定值為VD（單位是V），則2實例舉例例一：被測電容為一只1F/160V的固定電容器，使用DT830型數(shù)字萬用表的2VDC檔（RIN10M）。按圖5-12連接好電路。最初，儀表顯示1.543V，然后顯示值慢慢減小，大約經(jīng)過2min左右，顯示值穩(wěn)定在0.003V。據(jù)此求出被測電容器的漏電流被測電容器的漏電流僅為0.3nA，說明質量良好。例二：被測電容器為一只0.022F/63V滌綸電容，測量方法同例一。由于該電容的容量較小，測量時，VIN（t）下降很快，大約經(jīng)過3秒，顯示值就降低到0.002V。將此值代入式（5-3），算出漏電流為0.2nA。3 注意事項（1） 測量之前應把電容器兩引腳短路，進行放電，否則可能觀察不到讀數(shù)的變化過程。（2） 在測量過程中兩手不得碰觸電容電極，以免儀表跳數(shù)。（3） 測量過程中，VIN（t）的值是呈指數(shù)規(guī)律變化的，開始時下降很快，隨著時間的延長，下降速度會越來越緩慢。當被測電容器Cx的容量小于幾千皮法時，由于VIN（t）一開始下降太快，而儀表的測量速率較低，來不及反映最初的電壓值，因而儀表最初的顯示值要低于電池電壓E。（4） 當被測電容器Cx大于1F時，為了縮短測量時間，可采用電阻檔進行測量。但當被測電容器的容量小于200pF時，由于讀數(shù)的變化很短暫，所以很難觀察得到充電過程。四、用蜂鳴器檔粗略檢測利用數(shù)字萬用表的蜂鳴器檔，可以快速檢查電解電容器的質量好壞。測量方法如圖5-14所示。將數(shù)字萬用表撥至蜂鳴器檔，用兩支表筆分別與被測電容器Cx的兩個引腳接觸，應能聽到一陣短促的蜂鳴聲，隨即聲音停止，同時顯示溢出符號“1”。接著，再將兩支表筆對調測量一次，蜂鳴器應再發(fā)聲，最終顯示溢出符號“1”，此種情況說明被測電解電容基本正常。此時，可再撥至20M或200M高阻檔測量一下電容器的漏電阻，即可判斷其好壞。八、應用示例1、如果有一個黑盒子中裝的是一個電解電容器，其電容值為幾百到上千微法，應怎樣判定電容的正負極？答：用萬用表1K電阻檔(估計大致容量可換10K檔)，調換表筆測二次，比較回檔電阻值，小的這次紅表筆所接的腳為正極。2、如果電解電容器上有這樣的標志C300表示電容量是多少？若標志C30.0又表示什么 ？C0.01呢？標志C103表示電容量是多少？答 ：300PF ; 30uF； 0.01uF；10000PF實踐創(chuàng)新1、 測電解電容器時為什么要用萬用電表的歐姆檔的黑表筆接正極，紅表筆接負極？2、 測量電解電容器的正向絕緣電阻時如果用兩手直接握住兩表筆和電容器的引線會引起什么后果？3、漏電流是電容器兩端加上電壓后形成的？試問什么是漏電流？（請查閱相關資料）4、我們能否用萬用電表的電壓檔來測量一個充電的電容器兩端的電壓？答案1、 因為萬用電表的歐姆檔的黑表筆與內部電源的正極相連，紅表筆與內部電