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平尚講解怎樣選用LCR電橋及了解電阻、電容、電感


  電阻、電容、電感是常被計劃工程師所用的無源器件,理解L、C、R的卻未幾,愿藉此向列位從事計劃、維修等技能的工程師淺談LCR。

一、抱負的L、C、R:

  換句話說,在抱負形態下,相角(θ)在純電阻下是0O,在純電容下是-90O,純電感則為+90O。
但抱負歸抱負,實踐的L、C、R卻不是云云純真,對L、C而言。且看上面剖析。

二、中、低頻的L、C等效電路:

  由于有R的存在,以是電感就不再是+90O,電容也不會是-90O,因而孕育發生了相位角(θ),以三角函數來看:

  此中虛部為感抗或容抗,而實部為阻抗,由于感抗與容抗觸及到頻率,故在差別的事情頻率下就會失掉差別的(θ)值。

  理解到電感、電容中假如RS的成份越小(或RP越大),則此元器件越趨近于抱負,這里我們界說了質量因數(Q)及消耗因數(D):

  Q = 1 / D = 虛功 / 實功

  以串聯等效電路來看,若 流入電流I

  因而若RS = 0,則Q 釀成無量大,D值 = 0。

  并聯等效電路亦云云類推,于是能夠失掉一個結論:

  對無源器件而言,Q越大越好,D值越小越好。

三、 電容C的普通使用:

  常用的便是從市電出去(AC)要釀成直流。電路如下:

  市電(AC220V)經變壓器后,再經橋式整流器,此時即成為脈動直流(暫不思索電解電容C)。

  加上電解電容C后,釀成直流,如下圖所示:

  但終究C并非抱負電容,以串聯等效電路來看,且加上負載RL后,則電路如下圖:

  ES即為等效串聯電阻(Equivalent Series Resistance, ESR)

  當電容充電到峰值后,即會對負載RL放電(放電電流IL),此時,在RS上即孕育發生一個壓降(或功率耗費),波形釀成:

  Vripple (紋波)因而,本來的直流電壓就會在下面疊加了一個交換旌旗燈號,即所謂的紋波,而這紋波的巨細除與所加上的負載RL有關外,也與ESR的巨細有關,假如ESR太大,則紋波變大,異樣,耗費功率也大,這也便是在實踐電路事情時,偶然在摸電解電容時會發燒的緣由,若ESR過大,則電解電容發燙,而有之虞!!

  以是在計劃時倡議工程師,須選用LOW ESR電容。換句話說,此時ESR的丈量即成為工程師計劃時不行短少的丈量因數。

  在高頻線路的運用中,平日搭配電感構成濾波器,來對線路的噪聲停止抑止或對突如其來的浪涌(Spike)停止電路的維護。此時C的選擇就與它的事情頻率有關,因而在選擇電容停止丈量時,就要留意丈量頻率的多容,平日小電容大多在高頻線路中運用,故丈量時要留意頻率的選擇。
另一種使用,以下列款式來描繪:

  亦即當C牢固,若運用恒流源對電容C充電,孕育發生斜波,固然仍須留意C的質量。(Q值越大越好,或D值越小越好。)此電容普遍用于在A/D變器中的雙斜率積分電路內。

四、 電感L的普通使用

  電感便是一組線圈,不論這組線圈有沒有繞在鐵蕊上,既然是用線繞成線圈,線上就會有內阻存在。現仍以其串聯等效電路闡明:

  流入電流I,假如RS太大,則耗費功率也大,這是變壓器為什么發燒的緣由。因而,RS的丈量就成為需的一個步伐。但仿間的電橋大多為交換電橋,不具有DCR功用,因而便無法測出RS值。
闡明如下圖所示:

  ZL  =  RS + jWLS

  所測出來的值是包羅jWLS的ZL而非純真的RS,此時如能令f=0可測出Rs的值,怎樣判別電感的優劣,固然RS 要越小越好。

  電感的使用,異樣應用 ZL = jWL = j2πfL 這個公式。假如f越大,則感抗越高,便可將高頻的噪聲(Noise)或霎時的浪涌(Spike) 予以抑止。

  綜合L、C,普通電路圖中罕見到如下圖所示:便是這個原理。

五、 丈量L、C時輕易墮入的誤區

  a. 怎樣選用并聯形式(Lp、Cp)或串聯形式(Ls、Cs)。

  平日在并聯形式(Lp、Cp)時是應用恒壓方法丈量,而在串聯形式(Ls、Cs)是應用恒流方法丈量。(因觸及電路計劃,實無法逐個詳談。)故普通針對小電容、大電感應用的是并聯形式;大電容、小電感則應用串聯形式丈量,而其間的差別與D值有關,轉換公式如下所示:

  由上式可知抱負情況下,D值=0時,Lp=Ls Cp=Cs

  b. 為何差別的頻率點,所測出的電感、電容值會紛歧樣?

  元器件就像縮小器一樣都市有頻率相應的題目,換句話說,假如掃除丈量儀器的偏差,那么,在某個頻點所測出來的值即示意這個器件在這個頻點的值。換句話說,假如工程師想丈量某一器件的值,就需思索這個器件在電路中的事情頻率是多少,而選擇該頻率或靠近的頻率來丈量,才會失掉該元器件在該電路中的值。而從實踐使用面來思索,能夠歸結出上面結論供運用者參考。

  小電容、小電感 常用于高頻電路 (丈量時頻率要高一點)大電容、大電感 常用于低頻電路 (如市電50Hz經全波整流后100Hz,則丈量頻點可選在100HZ)

  c. 怎樣選用丈量幅度?

  丈量幅度的選擇,譬如用在丈量帶有鐵蕊的線圈(電感)時,因觸及鐵芯的材質,故與頻率點的選擇一樣,須選擇恰當的幅度,予以丈量。

  d. 校正歸零
       
  時,更須將測試線所存在的小電容、小電感予以扣除,才干丈量出器件自身的值。普通而言,電容為開路歸零,電感為短路歸零,關于手動量程的儀表也須遵照小電容(CP形式)開路歸零,小電感(LS形式時)短路歸零的準繩。

六、結論

  綜上所述,在選擇LCR表時,可根據運用者的運用情況來決議是選擇一部普通型(具L.C.R及D丈量功用)的電橋,一部較好的LCR儀表已呼之欲出,亦即除丈量范疇廣、反響速率快、準確度高之外,仍須具有頻點選擇、幅度選擇及D值(Q值)、DCR、θ值、ESR值丈量等功用,才干充沛控制無源器件的一些特征,在計劃電路時,或盼望能選購一臺能地丈量無源器件各參數如DCR、Q、ESR的LCR電橋,除此之外平日電容、電感越小,其事情頻率越高,丈量頻率也要越高,才干準確地測出源器件的實踐值。同時可選擇丈量電壓細也是緊張的功用之一,怎樣選擇在此僅供應列位作一參考并不惜斧正,感謝


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