電容檢測(cè)

電容

電容（Capacitance）亦稱作“電容量”，是指在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量，記為C，國(guó)際單位是法拉（F）。一般來(lái)說(shuō)，電荷在電場(chǎng)中會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上，造成電荷的累積儲(chǔ)存，儲(chǔ)存的電荷量則稱為電容。電容是指容納電場(chǎng)的能力。任何靜電場(chǎng)都是由許多個(gè)電容組成，有靜電場(chǎng)就有電容，電容是用靜電場(chǎng)描述的。一般認(rèn)為：孤立導(dǎo)體與無(wú)窮遠(yuǎn)處構(gòu)成電容，導(dǎo)體接地等效于接到無(wú)窮遠(yuǎn)處，并與大地連接成整體。

電容（或稱電容量）是表現(xiàn)電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。電容從物理學(xué)上講，它是一種靜態(tài)電荷存儲(chǔ)介質(zhì)，可能電荷會(huì)永久存在，這是它的特征，它的用途較廣，它是電子、電力領(lǐng)域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信號(hào)濾波、信號(hào)耦合、諧振、濾波、補(bǔ)償、充放電、儲(chǔ)能、隔直流等電中。

電容檢測(cè)維修

1.檢測(cè)電解電容

用指針萬(wàn)用表測(cè)量電解電容的步驟如下：

（1）首先用電烙鐵將待測(cè)電解電容器從電路板上焊下，如圖1所示。

圖1 將待測(cè)電解電容從電路上焊下

（2）觀察待測(cè)電解電容器有無(wú)破裂、引腳折斷、焦黑、漏液等明顯問(wèn)題。如果有說(shuō)明該電容已發(fā)生故障。

（3）將待測(cè)電解電容的引腳擦拭干凈，并用鑷子對(duì)其進(jìn)行放電，如圖2所示。

圖2 將待測(cè)電解電容的引腳擦拭干凈并進(jìn)行放電

（4）選擇萬(wàn)用表的萬(wàn)用表的“R×10”擋，短接兩表筆進(jìn)行調(diào)零校正如圖3所示。

圖3 （a）短接兩表筆觀察讀數(shù)

（b）調(diào)解零旋鈕將短接讀數(shù)變?yōu)?

指針萬(wàn)用表的檔位選擇及校正

（5）將萬(wàn)用表的紅表筆接電容器的負(fù)極，黑表筆接電容器的正極，并觀察指針變化如圖4所示。

圖4 （a）接解的瞬間指針有一個(gè)較大偏轉(zhuǎn)

（b）靜止后指針停留在無(wú)窮大

用指針萬(wàn)用表測(cè)電解電容

經(jīng)檢測(cè)當(dāng)表筆接觸電容的兩極后表針先向右迅速偏轉(zhuǎn)，然后再向左擺到底，說(shuō)明電容器基本正常；如果表針回轉(zhuǎn)后所指示的阻值很小說(shuō)明電容器已擊穿；如果表針無(wú)偏轉(zhuǎn)說(shuō)明電容器已發(fā)生開(kāi)路。

2.檢測(cè)貼片電容器

用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)貼片電容器的方法如下：

數(shù)字萬(wàn)用表一般都有專門(mén)用來(lái)測(cè)量電容的插孔，遺憾的是像貼片電容并沒(méi)有一對(duì)可以插進(jìn)去的合適引腳。因此只能使用萬(wàn)用表的歐姆擋對(duì)其進(jìn)行粗略的測(cè)量。即便如此，測(cè)量的結(jié)果仍具有一定的說(shuō)服力。

（1）首先觀察電容器有無(wú)明顯的物理?yè)p壞，如果有說(shuō)明電容器已發(fā)生損壞，如果沒(méi)有還需要進(jìn)一步進(jìn)行測(cè)量。

（2）用毛刷將待測(cè)貼片電容器的兩極擦拭干凈，如圖5所示，避免殘留在兩極的污垢影響測(cè)量結(jié)果。

圖5 用毛刷擦拭貼片電容器的兩極

（3）為了測(cè)量的精確性用鑷子對(duì)其進(jìn)行放電，如圖6所示。

圖6 用鑷子對(duì)貼片電容放電

（4）選擇數(shù)字萬(wàn)用表的二級(jí)管擋，并將紅表筆插在萬(wàn)用表的 VΩ孔，黑表筆插在萬(wàn)用COM 孔，如圖7所示。(插圖）

圖7 萬(wàn)用表的二級(jí)管

（5）將紅黑表筆分別接在貼片電容器的兩極并觀察表盤(pán)讀數(shù)變化如圖8所示。

（a）表盤(pán)先有一個(gè)閃動(dòng)的阻值

（b）靜止后讀數(shù)為1

貼片電容的檢測(cè)

（6）交換兩表筆再測(cè)一次，注意觀察表盤(pán)讀數(shù)變化，如圖9所示。

（a）表盤(pán)先有一個(gè)閃動(dòng)的阻值

（b）靜止后讀數(shù)為1

貼片電容的檢測(cè)

兩次測(cè)量數(shù)字表均先有一個(gè)閃動(dòng)的數(shù)值，而后變?yōu)?1.即阻值為無(wú)窮大，所以該電容器基本正常。如果用上述方法檢測(cè)，萬(wàn)用表始終顯示一個(gè)固定的阻值，說(shuō)明電容器存在漏電現(xiàn)象；如果萬(wàn)用表始終顯示“000”，說(shuō)明電容器內(nèi)部發(fā)生短路；如果始終顯示“1.”（不存在閃動(dòng)數(shù)值，直接為 1.），電容器內(nèi)部極間已發(fā)生斷路。

萬(wàn)用表檢測(cè)電容

用數(shù)字萬(wàn)用表檢測(cè)電容器，可按以下方法進(jìn)行。

一、用電容檔直接檢測(cè)

某些數(shù)字萬(wàn)用表具有測(cè)量電容的功能，其量程分為2000p、20n、200n、2μ和20μ五檔。測(cè)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(cè)量小于2000pF的電容；20n檔，宜于測(cè)量2000pF至20nF之間的電容；200n檔，宜于測(cè)量20nF至200nF之間的電容；2μ檔，宜于測(cè)量200nF至2μF之間的電容；20μ檔，宜于測(cè)量2μF至20μF之間的電容。

經(jīng)驗(yàn)證明，有些型號(hào)的數(shù)字萬(wàn)用表（例如DT890B+）在測(cè)量50pF以下的小容量電容器時(shí)誤差較大，測(cè)量20pF以下電容幾乎沒(méi)有參考價(jià)值。此時(shí)可采用串聯(lián)法測(cè)量小值電容。方法是：先找一只220pF左右的電容，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)出其實(shí)際容量C1,然后把待測(cè)小電容與之并聯(lián)測(cè)出其總?cè)萘緾2，則兩者之差（C1－C2）即是待測(cè)小電容的容量。用此法測(cè)量1～20pF的小容量電容很準(zhǔn)確。

二、用電阻檔檢測(cè)

實(shí)踐證明，利用數(shù)字萬(wàn)用表也可觀察電容器的充電過(guò)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(wàn)用表的測(cè)量速率為n次/秒，則在觀察電容器的充電過(guò)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(wàn)用表的這一顯示特點(diǎn)，可以檢測(cè)電容器的好壞和估測(cè)電容量的大小。下面介紹的是使用數(shù)字萬(wàn)用表電阻檔檢測(cè)電容器的方法，對(duì)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(cè)量0.1μF～幾千微法的大容量電容器 。

三、用電壓檔檢測(cè)

用數(shù)字萬(wàn)用表直流電壓檔檢測(cè)電容器，實(shí)際上是一種間接測(cè)量法，此法可測(cè)量220pF～1μF的小容量電容器，并且能精確測(cè)出電容器漏電流的大小。

電容的主要作用

1）旁路

旁路電容是為本地器件提供能量的儲(chǔ)能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進(jìn)行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過(guò)大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地電位是地連接處在通過(guò)大電流毛刺時(shí)的電壓降。

2）去耦

去耦，又稱解耦。從電路來(lái)說(shuō)，總是可以區(qū)分為驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電，才能完成信號(hào)的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比較大，這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感）會(huì)產(chǎn)生反彈，這種電流相對(duì)于正常情況來(lái)說(shuō)實(shí)際上就是一種噪聲，會(huì)影響前級(jí)的正常工作，這就是所謂的“耦合”。

去耦電容就是起到一個(gè)“電池”的作用，滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾，在電路中進(jìn)一步減小電源與參考地之間的高頻干擾阻抗。

將旁路電容和去耦電容結(jié)合起來(lái)將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開(kāi)關(guān)噪聲提供一條低阻抗泄放途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF 等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10μF 或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來(lái)確定。旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象，而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，防止干擾信號(hào)返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。

3）濾波

從理論上（即假設(shè)電容為純電容）說(shuō)，電容越大，阻抗越小，通過(guò)的頻率也越高。但實(shí)際上超過(guò)1μF 的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會(huì)增大。有時(shí)會(huì)看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容，這時(shí)大電容濾低頻，小電容濾高頻。電容的作用就是通交流隔直流，通高頻阻低頻。電容越大高頻越容易通過(guò)。具體用在濾波中，大電容（1000μF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。曾有網(wǎng)友形象地將濾波電容比作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會(huì)突變，由此可知，信號(hào)頻率越高則衰減越大，可很形象的說(shuō)電容像個(gè)水塘，不會(huì)因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。它把電壓的變動(dòng)轉(zhuǎn)化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過(guò)程。

4）儲(chǔ)能

儲(chǔ)能型電容器通過(guò)整流器收集電荷，并將存儲(chǔ)的能量通過(guò)變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150 000μF之間的鋁電解電容器是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時(shí)會(huì)采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，對(duì)于功率級(jí)超過(guò)10KW 的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

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