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,願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,純電感則爲+90O。
但抱負歸抱負,實踐的L、C、R卻不是雲雲純真,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:
此中虛部爲感抗或容抗,而實部爲阻抗,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,這裏我們界說了質量因數(Q)及消耗因數(D):
Q = 1 / D = 虚功 / 实功
以串联等效电路来看,若 流入电流I
因而若RS = 0,则Q 酿成无量大,D值 = 0。
並聯等效電路亦雲雲類推,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、 电容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)經變壓器後,再經橋式整流器,此時即成爲脈動直流(暫不思索電解電容C)。
加上電解電容C後,釀成直流,如下圖所示:
但終究C並非抱負電容,以串聯等效電路來看,且加上負載RL後,則電路如下圖:
ES即为等效串联电阻(Equivalent Series Resistance, ESR)
當電容充電到峰值後,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 (纹波)因而,本来的直流电压就会在下面叠加了一个交换旌旗灯号,即所谓的纹波,而这纹波的巨细除与所加上的负载RL有关外,也与ESR的巨细有关,假如ESR太大,则纹波变大,异样,耗费功率也大,这也便是在实践电路事情时,偶然在摸电解电容时会发烧的缘由,若ESR过大,则电解电容发烫,而有之虞。
以是在计划时倡议工程师,须选用LOW ESR电容。换句话说,此时ESR的丈量即成为工程师计划时不行短少的丈量因数。
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湧(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、 电感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,這是變壓器爲什麽發燒的緣由。因而,RS的丈量就成爲需的一個步伐。但仿間的電橋大多爲交換電橋,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
所测出来的值是包罗jWLS的ZL而非纯真的RS,此时如能令f=0可测出Rs的值,怎样判别电感的优劣,固然RS 要越小越好。
电感的使用,异样应用 ZL = jWL = j2πfL 这个公式。假如f越大,则感抗越高,便可将高频的噪声(Noise)或霎时的浪涌(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时轻易堕入的误区
a. 怎样选用并联形式(Lp、Cp)或串联形式(Ls、Cs)。
平日在並聯形式(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、大電感應用的是並聯形式;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:
由上式可知抱负情况下,D值=0时,Lp=Ls Cp=Cs
b. 为何差别的频率点,所测出的电感、电容值会纷歧样?
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,那麽,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。
小电容、小电感 常用于高频电路 (丈量时频率要高一点)大电容、大电感 常用于低频电路 (如市电50Hz经全波整流后100Hz,则丈量频点可选在100HZ)
c. 怎样选用丈量幅度?
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. 校正归零
時,更須將測試線所存在的小電容、小電感予以扣除,才幹丈量出器件自身的值。普通而言,電容爲開路歸零,電感爲短路歸零,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)短路歸零的准繩。
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,亦即除丈量範疇廣、反響速率快、准確度高之外,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,才幹充沛控制無源器件的一些特征,在計劃電路時,或盼望能選購一台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,才幹准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並不惜斧正,感謝