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測量寄生電容與寄生電感 - 全文

2018年01月31日 13:44 網絡整理 作者: 用戶評論(0

電容器電感器都不是理想器件。一個電容器會有一定量的串聯電感(稱為寄生電感)。寄生電感由電容器中的導體(特別是引線)產生。老式電容器,如20世紀60年代以前就開始使用的蠟紙介質電容器件中,串聯電感很大。由于電感是與電容串聯的,所以構成了一個串聯諧振電路。

電容,電容器的簡稱,是電子設備中大量使用的電子元件之一,廣泛應用于隔直、耦合、旁路、濾波、調諧回路、能量轉換、控制電路等方面。

電容的寄生電感和寄生電阻主要是指它的引線和極板形成的電感和電阻,尤其是容量較大的電容更為明顯。如果你解剖過電容器,會看到它的極板是用長達1米的金屬薄膜卷曲而成的,其層狀就像一個幾十、甚至上百圈的線圈,這樣,兩條極板之間產生電容效應的同時,也產生了電感效應和電阻效應。因為,這種電感和電阻并不是制造電容的本意,而只是難以避免的附加效應,所以叫做寄生電容和寄生電阻。一旦電容被制作好,其寄生電容和寄生電阻的大小也就確定了。

測量寄生電容與寄生電感

圖1為一個測量串聯諧振頻率的方案。跟蹤發生器是一種特殊的掃描信號發生器,用來與頻譜分析儀的掃頻頻率同步。它們經常與頻譜分析儀一起使用來實現信號源響應法。

測量寄生電容與寄生電感

圖1 測量電容器中的串聯電感

串聯諧振電路在諧振頻率表現出低阻抗,而在其他頻率表現出高阻抗。在圖1中,電容接在信號線末端。頻譜分析儀將在電容與串聯電感發生諧振的頻率處顯示一個明顯的尖銳凹陷。

串聯電感的表達式為

測量寄生電容與寄生電感

電感器也不是理想器件。鄰近的繞線構成了許多小電容,而這些小電容相加起來可能形成相當大的電容值。圖2為一種測量電感器的并聯電容的方法。

由于電容是與電感是并聯的,它們組成了一個并聯諧振電路。該并聯諧振電路的阻抗在諧振頻率時很高,而在其他頻率時很低。圖2中電感器及并聯電容是與信號線串聯的,所以在諧振頻率處會產生一個明顯的凹陷。并聯電容值表達式為

測量寄生電容與寄生電感
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圖2 測量電感器中的并聯電容

電容電感測量原理

1.利用電容器放電測電容實驗原理

電容器充電后,所帶電量Q與兩極板間電壓U和電容C之間滿足Q=CU的關系。U可由直流電壓表測出,Q可由電容器放電測量。使電容器通過高電阻放電,放電電流隨電容器兩極板間的電壓下降而減少,通過測出不同時刻的放電電流值,直至I=0,作出放電電流I隨時間變化的曲線,曲線下的面積即等于電容器所帶電量。由C=Q/U可求出電容器的電容值。

2.利用放電時間比率來測電容

其測量原理是把被測電容和基準電容連接到同一電阻上,構成RC網絡。通過測量兩個電容放電時間的比率,就可以求出被測電容的電容值。測量范圍從pF(10-12F)到幾十個nF(10-9F),并且在寄生電容的抑制和溫度穩定性方面具有極很大的優勢。

3.利用單片機測脈沖來測時間常數RC再計算電容

其測量原理是把被測電容和電阻串聯,構成RC網絡,然后可利用這個時間常數去弄個振蕩器,調好振蕩信號的波形然后開始計數脈沖值,可能的周期為T=A0×RC,A0為一個常數,可通過周期可以計算出C的值。這個可以用單片機來測,理論上可以從測的值可以為N多個,大大超過前面所講述的。

4.較為經典的,可以測電容或者電感的

利用交流電橋的平衡原理,可以得到

測量寄生電容與寄生電感

RX為電容的漏電阻,CX為電容量 ,那個像6樣子的東東稱為電容器的損耗角,而tan6常用來表示電容器的損耗

5,電感的測量

還是電橋

測量寄生電容與寄生電感

此時有

測量寄生電容與寄生電感

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