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用多用電表檢查電解電容器【知識(shí)鏈接一 】由兩塊靠得很近的、用空氣或其他物質(zhì)絕緣的平行金屬板就構(gòu)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(zhì)的介電常數(shù)有關(guān)。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(dǎo)電紙作為極板巻制而成的。在制作過程中，使鋁箔的表面產(chǎn)生一層極薄的氧化鋁膜作為絕緣介質(zhì)。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(fù)極，里面裝有液體電解質(zhì)，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(gòu)成一個(gè)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(gè)塑料套管。 電解電容器兩引線有正負(fù)極性之分，在電路中正極接電勢較高的點(diǎn)，負(fù)極接電勢較低的點(diǎn)。接錯(cuò)了，有被擊穿的危險(xiǎn)。如何識(shí)別與檢測呢？1、 電容上面有標(biāo)志的黑塊為負(fù)極；2、 在PCB上電容位置上有兩個(gè)半圓，涂顏色的半圓對應(yīng)的引腳為負(fù)極。也有用引腳長短來區(qū)別正負(fù)極：長腳為正，短腳為負(fù)；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(fù)端，可以用萬用表來測量。電容兩極之間的介質(zhì)并不是絕對的絕緣體，它的電阻也不是無限大，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漏電電阻。只有電解電容的正極接電源正（電阻擋時(shí)的黑表筆），負(fù)端接電源負(fù)（電阻擋時(shí)的紅表筆）時(shí)，電解電容的漏電流才?。╇娮璐螅?。反之，則電解電容的漏電流增加（漏電阻減?。?。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(diào)，重新進(jìn)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(shí)別電容器的型號(hào)順序類別名稱簡稱符號(hào)第一個(gè)字母主稱電容器容C第二個(gè)字母介質(zhì)材料紙質(zhì)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(gè)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(jié)構(gòu)密封密M大小小型小X【知識(shí)鏈接二 】認(rèn)識(shí)多用電表實(shí)驗(yàn)方案一：用指針式萬用表檢測【實(shí)驗(yàn)報(bào)告】一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、會(huì)識(shí)別電解電容器，能正確讀出電解電容器上標(biāo)注的容量、極性標(biāo)志及耐壓值。2、學(xué)會(huì)用萬用電表檢測電解電容器的好壞。二、實(shí)驗(yàn)原理電容量：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第一、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(zhì)不是絕對的絕緣體，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。當(dāng)電容器的兩塊金屬板與直流電源的正負(fù)極相接時(shí)，兩極板就分別帶上等量的正負(fù)電荷，這種現(xiàn)象稱為電容器的充電，充電時(shí)電路中會(huì)出現(xiàn)充電電流，當(dāng)所充的電荷形成的電壓與電池的電動(dòng)勢相等后，充電結(jié)束，電路中便沒有了電流。這時(shí)電容器儲(chǔ)存了電能。當(dāng)電容器兩級用導(dǎo)線連接時(shí)（俗稱為短路），其間電壓很快降低，直至正負(fù)電荷全部中和，這就是放電。用歐姆表接電容器時(shí)就是一個(gè)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(shí)驗(yàn)器材 多用電表一只、電解電容器多個(gè)（短路的、漏電的、完好的各有一個(gè)）四、 實(shí)驗(yàn)步驟 1、 把萬用電表量程選擇開關(guān)旋至歐姆檔1K擋2 、將紅黑表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零。3、 測試。將黑表筆接電解電容器正極引線，紅表筆接負(fù)極引線，觀察萬用電表指針擺動(dòng)情況，將觀察結(jié)果填入表格。說明：測試時(shí)，表針向右偏轉(zhuǎn)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(dòng)，則表明電容器內(nèi)的電解液干涸已不能使用；若表針大幅向右擺動(dòng)，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(yán)重漏電。五、 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及判斷電容量耐壓值表針擺動(dòng)情況檢測讀數(shù)（絕緣電阻）質(zhì)量分析（好或壞）123六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論七、注意事項(xiàng)1、在用萬用電表的歐姆檔檢測電解電容器時(shí)不能用雙手同時(shí)握住兩表筆與電容器的兩接線柱，因?yàn)槿梭w就相當(dāng)于一個(gè)容量較大的電容器，這樣做相當(dāng)于并聯(lián)進(jìn)去了一個(gè)人體電容器。2.、在用萬用電表的歐姆檔檢測電解電容器時(shí)，不能將電解電容器的極性接錯(cuò)，接錯(cuò)后金屬電極（正極）在檢測過程中將會(huì)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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(shí)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(dāng)?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(yàn)證明，有些型號(hào)的數(shù)字萬用表（例如DT890B）在測量50pF以下的小容量電容器時(shí)誤差較大，測量20pF以下電容幾乎沒有參考價(jià)值。此時(shí)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(shí)際容量C1,然后把待測小電容與之并聯(lián)測出其總?cè)萘緾2，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(zhǔn)確。二、用電阻檔檢測實(shí)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(shí)際上是以離散的數(shù)字量反映充電電壓的變化情況。設(shè)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(gè)彼此獨(dú)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(diǎn)，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(shè)置電容檔的儀表很有實(shí)用價(jià)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(shí)顯示值將從“000”開始逐漸增加，直至顯示溢出符號(hào)“1”。若始終顯示“000”，說明電容器內(nèi)部短路；若始終顯示溢出，則可能時(shí)電容器內(nèi)部極間開路，也可能時(shí)所選擇的電阻檔不合適。檢查電解電容器時(shí)需要注意，紅表筆（帶正電）接電容器正極，黑表筆接電容器負(fù)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(shí)，正電源經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)電阻R0向被測電容器Cx充電，剛開始充電的瞬間，因?yàn)閂c 0，所以顯示“000”。隨著Vc 逐漸升高，顯示值隨之增大。當(dāng)Vc 2V 時(shí)，儀表開始顯示溢出符號(hào)“1”。充電時(shí)間t為顯示值從“000”變化到溢出所需要的時(shí)間，該段時(shí)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(shí)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(shí)，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(yīng)的充電時(shí)間。表中所列數(shù)據(jù)對于其他型號(hào)的數(shù)字萬用表也有參考價(jià)值。選擇電阻檔量程的原則是：當(dāng)電容量較小時(shí)宜選用高阻檔，而電容量較大時(shí)應(yīng)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(shí)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(shí)間極短，儀表會(huì)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(shí)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(gè)電極，黑表筆接電池負(fù)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(shí)間t的關(guān)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(shí)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(shí)間的增加而降低，而Vc（t）則隨時(shí)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(shí)，如果Cx開路（無容量），顯示值就總是“000”，如果Cx內(nèi)部短路，顯示值就總是電池電壓E，均不隨時(shí)間改變。式（5-2）表明，剛接通電路時(shí)，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(jié)束，此時(shí) 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(shí)測出電容器漏電流的大小。設(shè)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(shí)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(zhì)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(shí)，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(xiàng)（1） 測量之前應(yīng)把電容器兩引腳短路，進(jìn)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(shí)下降很快，隨著時(shí)間的延長，下降速度會(huì)越來越緩慢。當(dāng)被測電容器Cx的容量小于幾千皮法時(shí)，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(dāng)被測電容器Cx大于1F時(shí)，為了縮短測量時(shí)間，可采用電阻檔進(jìn)行測量。但當(dāng)被測電容器的容量小于200pF時(shí)，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(zhì)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(gè)引腳接觸，應(yīng)能聽到一陣短促的蜂鳴聲，隨即聲音停止，同時(shí)顯示溢出符號(hào)“1”。接著，再將兩支表筆對調(diào)測量一次，蜂鳴器應(yīng)再發(fā)聲，最終顯示溢出符號(hào)“1”，此種情況說明被測電解電容基本正常。此時(shí)，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(yīng)用示例1、如果有一個(gè)黑盒子中裝的是一個(gè)電解電容器，其電容值為幾百到上千微法，應(yīng)怎樣判定電容的正負(fù)極？答：用萬用表1K電阻檔(估計(jì)大致容量可換10K檔)，調(diào)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(biāo)志C300表示電容量是多少？若標(biāo)志C30.0又表示什么 ？C0.01呢？標(biāo)志C103表示電容量是多少？答 ：300PF ; 30uF； 0.01uF；10000PF實(shí)踐創(chuàng)新1、 測電解電容器時(shí)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(fù)極？2、 測量電解電容器的正向絕緣電阻時(shí)如果用兩手直接握住兩表筆和電容器的引線會(huì)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(guān)資料）4、我們能否用萬用電表的電壓檔來測量一個(gè)充電的電容器兩端的電壓？答案1、 因?yàn)槿f用電表的歐姆檔的黑表筆與內(nèi)部電源的正極相連，紅表筆與內(nèi)部電