阻容元件的识别与检测

2.1.1 电阻器与电位器

1.电阻器与电位器的作用及单位

固定电阻器是用电阻率较大的材料制成的，它在电路中起限流、分压、耦合、负载等作用。电位器在电路中常用来调节各种电压或信号的大小。电阻器的单位为：欧姆 （Ω），千欧（kΩ），兆欧（MΩ），吉欧（GΩ），1GΩ＝103MΩ＝106kΩ＝109Ω。各种电阻器、电位器的图形和符号如图2－1所示。

图2－1 各种电阻器、电位器的图形和符号

（a）片状电阻；（b）金属膜电阻器；（c）碳膜电阻器；（d）线绕电阻器；（e）热敏电阻器；（f）带开关电位器；（g）微调电位器；（h）直滑式电位器；（i）固定电阻；（j）热敏电阻；（k）固定电阻；（l）可变电阻 （电位器）；（m）常见熔断电阻器

2.固定电阻器、电位器、敏感电阻的命名方法

固定电阻器、电位器、敏感电阻的命名方法主要由五个部分组成：第一部分用字母表示产品的主称，R－电阻器，W－电位器，M－敏感电阻器；第二部分用字母表示产品的材料或类别，如表2－1所示；第三部分用数字或字母表示电阻器、电位器、敏感电阻器的特性、用途、类别，第四部分用数字表示生产序号；第五部分用字母表示同一序号但性能又有一定差异的产品区别代号。

表2－1 固定电阻器、电位器、敏感电阻的材料或类别

【例2－1】RJ21“R”表示主称为电阻，“J”表示材料为金属膜，“2”表示分类为普通，“1”表示序号。

【例2－2】WSW1A第一个 “W”表示主称为电位器，“S”表示材料为有机实芯，第二个 “W”表示分类为微调，“1”表示序号，“A”表示区别代号。

【例2－3】MF41“M”表示主称为敏感电阻，“F”表示材料为负温度系数热敏材料，“4”表示分类为旁热式，“1”表示序号。

3.电阻器参数

1）标称值和允许偏差

一般电阻器标称值系列如表2－2所示，表中所有数值都可以乘以10n，单位为Ω，n为整数。随着电子技术的发展，对元器件数值的精度越来越高，近年国家又相继公布了E48、E96、E192系列标准，误差越来越小。该表也适用于电位器、电容器标称值系列，在表示电容容量标称值系列时的单位为pF。

表2－2 电阻器、电容器标称值系列

电阻器的标称值和偏差一般都以各种方法标记在电阻体上，其标记方法有以下几种：

（1）直标法。用具体数字、单位或偏差符号直接把阻值和偏差标记在电阻体上，如图2－2（a）所示，一般用 “Ⅰ”表示±5％，“Ⅱ”表示10％，“Ⅲ”表示±20％。

（2）文字符号法。将标称阻值及允许偏差用文字和数字有规律的组合来表示，如图2－2（b）所示，例如，2R2K表示 （2.2±0.22）Ω，R33J表示 （0.33±0.165）Ω， 1K5M表示 （1.5±0.3）kΩ，末尾字母表示为偏差。一般常用字母来表示偏差，允许偏差的文字符号表示如表2－3所示，不标记的表示偏差未定。

（3）数码表示法。如图2－2（c）所示，例如，103K，“10”表示两位有效数字，“3”表示倍乘103，“K”表示偏差±10％，即阻值为10×103Ω＝10kΩ。又如222J，表示阻值为22×102Ω＝2.2kΩ，“J”表示偏差±5％，偏差表示方法与文字符号法相同，10Ω以下的小数点也与文字符号法相同，用R表示，例如2.2Ω，也用2R2表示。

表2－3 允许偏差的文字符号表示

（4）色标法。用不同颜色表示电阻数值和偏差或其他参数时的色标符号规定，如表2－4所示。该表也适合于用色标法表示电容、电感的数值和偏差，它们的单位分别是：用于电阻时为Ω，用于电容时为pF，用于电感时为μH，表示额定电压时只限于电容。

表2－4 色标符号规定

用色标法表示电阻数值和偏差如图2－2（d）、（e）所示。普通电阻常用两位有效数字表示，精密电阻常用3位有效数字表示。图2－2（d）所示的阻值为27×103Ω＝27kΩ，偏差±5％，图2－2（e）所示的阻值为332×102Ω＝33.2kΩ，偏差±1％。

图2－2 电阻器标称值表示方法

（a）直标法；（b）文字符号法；（c）数码表示法；（d）二位有效数字色标法；（e）三位有效数字色标法

第一色环即第一位数值识别方法：第一色环一般是靠最左边，偏差色环常稍远离前面几个色环。还有金、银色环不可能是第一色环，若色环完全是均匀分布且又没有金银色环时，只能通过用万用表测试来帮助判断。若色环颜色分不清楚时，也可利用电阻标称值系列来帮助判断，这样可大大减少颜色可选择种类。例如电阻，蓝□红金从表2－3可知，其中□色只有两个选择，即红色或灰色，而这两种颜色则较容易区分。

2）电阻器额定功率

电阻器额定功率是指在正常条件下，电阻器长期连续工作并满足规定的性能要求时所允许消耗的最大功率。

额定功率2W以下的电阻一般不在电阻器上标出，额定功率2W以上的电阻才在电阻器上用数字标出，而在线路图上的电阻符号没有特别标记，则一般指额定功率为0.125W的电阻，电阻器额定功率符号如图2－3所示，大于额定功率1W的电阻都直接标出。

图2－3 电阻器额定功率图形符号

3）电阻器其他性能参数

电阻器其他性能参数，如温度系数、噪声系数等，与其所用的材料有关，一般不在电阻器上标明。

4.常见电阻器

（1）碳膜电阻 （型号RT）的特点：阻值范围在1Ω～10MΩ，各项性能参数都一般，但其价格低廉，广泛用于各种电子产品中。

（2）金属膜电阻 （型号RJ）的特点：阻值范围在1Ω～10MΩ，温度系数小，稳定性好，噪声低，同功率下与碳膜电阻相比，体积较小，但价格稍贵，常用于要求低噪、高稳定性的电路中。

（3）金属氧化膜电阻 （型号RY）的特点：有极好的脉冲高频过负荷性能，机械性能好，化学性能稳定，但其阻值范围窄 （1Ω～200kΩ），温度系数比金属膜电阻差，常用于一些在恶劣环境中工作的电路上。

（4）线绕电阻 （型号Rx）的特点：阻值范围在0.01Ω～10MΩ可以制成精密型和功率型电阻，所以常在高精度或大功率电路中使用，但不适合在高频电路中工作。

（5）金属玻璃釉电阻 （型号RI）的特点：耐高温，功率大，阻值宽 （5.1Ω～200MΩ），温度系数小、耐湿性好、常用它制成小型化贴片电阻。

（6）实心电阻 （型号Rs）的特点：过负荷能力强，不易损坏，可靠性高，价格低廉，但其他性能参数都较差，阻值范围在4.7Ω～22MΩ常用在要求高可靠性的电路中 （如宇航工业）。

（7）合成碳膜电阻（型号RH）的特点：阻值范围在10Ω～106MΩ，主要用来制造高压高阻电阻器。

（8）电阻排又称集成电阻，在一块基片上制成多个参数性能一致的电阻，常在计算机上使用。

（9）熔断电阻又称水泥电阻。常用陶瓷或白水泥封装，内有热熔性电阻丝，当工作功率超过其额定功率时，会在规定时间内熔断。主要起保护其他电路的作用。在电视、录像机电路中常用作大功率限流电阻。

（10）敏感元器件 （M）主要是指用于检测温度、光照度、湿度、压力、磁通量、气体浓度等物理量的传感器。广泛用于各种自动化控制电路和保护电路上。例如，电话机上使用的压敏电阻，主要用于防雷或防电压冲击。彩电上使用的热敏电阻 （消磁电阻），用于实现彩电自动化消磁。抽油烟机上常用的气敏电阻，利用其对可燃性气体特别敏感的特点，可实现自动化抽油烟，也可以用它来制造一氧化碳报警器，或用作对CF4有敏感作用的气敏电阻，制作冰箱、冷气机雪柜检漏器。现在，为了提高传感器的灵敏度，一般加有放大电路。例如，用于测量红外线能量变化的热释红外线传感器，就是利用两个红外线热敏电阻和一个场效应管构成，这种传感器常用于制作人体遥感开关，如自动门电路等。

5.电位器

电位器一般有三只引脚，若带中心抽头则有四只引脚，若是多联电位器则引脚数更多，其中每一个单联电位器都只有一只滑动臂，其余为固定臂。碳膜电位器内部结构如图2－4所示。

1）电位器参数

（1）标称阻值和允许偏差。标称阻值是指电位器两个固定端的阻值，其规定的标称值与电阻器规定中的标称值的E6，E12系列相同，具体标称值参见表2－2。允许偏差有下列几种：±20％，±10％， ±5％，±2％，±1％，±0.1％等。

（2）电位器额定功率。在相向体积情况下，线绕电位器功率比一般电位器的功率大。

（3）电位器其他参数。滑动噪声；电位器分辨力；电阻膜耐磨性；双联电位器同步性；电位器阻值变化规律；电位器轴长与轴端结构（如图2－4所示）。

图2－4 碳膜电位器内部结构图

2）电位器的分类

电位器种类有很多，按材料、调节方式、结构特点、阻值变化规律、用途分成多种电位器。

3）常见几种电位器的特点

（1）合成碳膜电位器 （型号WTH）的特点：阻值范围宽，可达100Ω～4.7MΩ，分辨力高，但滑动噪声大，对温度、湿度适应性差。由于生产成本低，广泛用于收音机、电视机、音响等家电产品中。

（2）有机实心电位器 （型号WS）的特点：阻值范围宽，可达100Ω～4.7MΩ分辨力高，耐高温，体积小，可靠性高，但噪声较大，主要用于对可靠性，耐高温性有较高要求的电器上。

（3）线绕电位器 （型号WX）的特点：相对额定功率大，耐高温性能稳定，精度易于控制，但阻值范围小，为4.7Ω～100kΩ。分辨力低，高频特性差。

接触型电位器除了以上三种外，还有可作大范围、高精度调整的多圈电位器，高性能、高耐磨导电塑料电位器，带驱动马达的电位器 （常用作遥控调节音量使用）等，在此不再一一叙述。而非接触型电位器因克服了接触型电位器滑动噪声大的缺陷，正逐渐被采用，如光敏电位器、磁敏电位器。

6.电阻器参数在工艺文件上的填写方法

（1）固定电阻器参数的填写方法。

（2）电位器参数的填写方法。

【例2－4】15W，30kΩ碳膜电阻，引出线是轴向，误差±5％。

在工艺文件上的书写方法 电阻器—RT—15—b－30kΩ—±5％

【例2－5】电位器470kΩ，0.1W单联合成膜。

在工艺文件上的书写方法 电位器—WT—1—0.1－470kΩ－X—60ZS—3

7.固定电阻、电位器、敏感电阻的性能检测

1）固定电阻器的性能检测

（1）独立测量方法。使用万用表测量固定电阻器两端的阻值并与标称值进行比较，只要在偏差范围内，则为好电阻器。使用万用表测量电阻器 （或其他元器件）时要注意，手不能同时接触电阻器的两条引脚，选择指针尽可能靠中的量程来测量，选择量程后还要对该量程调零。

（2）在印制电路板上测量的方法。电阻器损坏时，只要排除了因潮湿或尘埃引起阻值变小的可能外，大部分电阻阻值都会变大甚至开路。而在印制电路板上测量电阻器时，由于与之并联的元器件有很多，正常时无论怎样测量电阻读数都只会小于或等于标称值。若正反测量电阻发现有一次读数大于标称值且超出偏差范围，则该电阻肯定是坏电阻；若读数两次都小于标称值，则该电阻不一定是坏电阻。若还有怀疑，则必须拆下来单独测量。

若怀疑电阻 （或其他元器件）热稳定性差时，则可以在开机后加热一段时间或刚开机时，观察故障是否有变化，若有变化则该电阻为坏电阻。

2）电位器质量判断

首先要测量两个固定引脚端的阻值，在偏差范围内应与标称值相等，然后分别测量两个固定引脚与滑动引脚的阻值，转动电位器滑动臂时阻值应在零到标称值范围内变化。且指针必须平稳摆动，无跳变、抖动等现象。对于多联电位器必须逐联来测量。带开关电位器还要测量开关的通断情况。

3）敏感电阻器质量判断

通过测量敏感电阻两端阻值，在加入相应敏感条件 （如加温、加压、加光等）变化的前后来判断其好坏。若变化不大，则敏感电阻器是坏的。

例如，用于彩电消磁的热敏电阻MZ72，在常温时测量其阻值只有270Ω，当用风筒加热1min左右时，阻值已增至数十兆欧，这说明该消磁电阻是好的。

2.1.2 电容器

电容器是组成电路的基本元件之一，它是由两个相互靠近的导体与中间所夹的一层绝缘介质组成。电容器是一种储能元件，常用于谐振、耦合、隔离、滤波、交流旁路等电路中。

1.常见电容器外形和电路符号以及单位

1）电容器外形和电路符号

电容器外形和电路符号如图2－5所示。

2）电容器单位

1F（法拉）＝103mF（毫法）＝106μF（微法）＝109nF（纳法）＝1012pF （皮法）。

最常用的两个单位是μF和pF，一般情况下，够10000pF就化成μF单位，如20000pF＝0.02μF。

图2－5 电容器外形和电路符

（a）电解电容器；（b）瓷介电容器；（c）玻璃釉电容；（d）一般电容器符号；（e）可调电容器符号；（f）微调电容器；（g）双联可调电容器；（h）涤纶电容器；（i）半可调电容器符号；（j）电解电容器符号

3）电容器命名

电容器的命名一般由四部分组成，如表2－5所示，第二、第三部分意义见表2－6所示。

表2－5 电容器的命名

表2－6 电容器材料代号及其意义

【例2－6】CT12表示圆片低频瓷介电容器，其中 “2”表示序号。

2.电容器性能参数

1）电容器标称容量和偏差

电容器标称容量和偏差与电阻器的规定相同，可参见表2－3所示，但不同种类的电容会使用不同系列，如电解电容使用的是E6系列，偏差有±10％、±20％、＋50％等几种，它的标记方法行以下几种。

（1）直标法。直接把电容器容量、偏差、额定电压等参数标记在电容器体上，如图2－6（a）所示，有时因面积小而省略单位，但存在这样的规律，即小数点前面为0时，则单位为μF；小数点前不为0时，则单位为pF。如图2－6（d）所示，偏差也有用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三级来表示的。

（2）文字符号法。如图2－6（b）所示，与电阻文字符号法相似，只是单位不同。

【例2－7】82＝0.82pF 6n8＝6800pF 2μ2＝2.2μF

（3）数码表示法。与电阻数码表示法基本相同，如图2－6（c）所示，只有个别的不同。如第三位数“9”表示10－1，后面字母表示偏差，可参见表2－4。

图2－6 电容容量标记方法

（a）直标法；（b）文字符号法；（c）数码表示法；（d）简略标记法；（e）四色环色标法；（f）五色环色标法

【例2－8】339K＝33×10－1pF＝3.3（1±10％）pF 102J＝10×102pF＝1000（1± 5％）pF 103J＝10×103pF＝0.01（1±5％）μF 204K＝20×104pF＝0.2（1± 10％）μF

（4）色标法。电容色标法与电阻器色标法规定相同，可参见表2－4。基本单位pF，有时还会在最后增加一色环表示电容额定电压，如图2－6（e）、2－6（f）所示。

电容容量表示方法还有色点表示法，该方法与色标法相似，不再详述。新型贴片除了使用数码法、文字符号法表示外，还使用1种颜色＋1个字母或1个字母＋1个数字来表示其容量。如需详细了解可参考有关资料。

【例2－9】黑色＋A－表示10pF，A0＝1pF。

2）电容器额定直流工作电压

电容器额定直流工作电压是指：电容器在指定的温度范围内能长期可靠地工作所能承受的最大直流电压，它的大小与介质厚度、种类有关。该参数一般都直接标记在电容器上，以便选用。但要注意，当电容器工作在交流电路时，交流电压峰值不得超过额定直流工作电压。电容器常用的额定直流工作电压有：6.3V、10V、16V、25V、63V、100V、160V、250V、400V、630V、1000V、1600V、2500V等。

3）工作温度范围

电容器必须在指定的工作温度范围内才能稳定工作。一般的电解电容器都直接标出它的上限工作温度，如85℃或105℃等。

4）损耗角正切值tanδ

损耗角正切值tanδ是指当电流流过电容器时，电容器的损耗功率与存储功率的比值，该值的大小取决于电容器介质所用的材料、厚度及制造工艺，它真实地表征了电容器质量的优劣。数值越小，电容器质量越好，tanδ数值一般都在10－2～10－4，但该值一般不标注在电容器体上，只能用专用仪器来测量，也可以根据电容器所用的介质作参考。

5）温度系数

温度系数是反映电容器稳定性的一个重要参数，该值有正有负，它的绝对值越小，表明电容器温度稳定性越高。

3.常见的几种电容器的特点

1）瓷介电容器

该种电容器是以陶瓷为介质的电容器。根据介质常数可分为高频瓷介电容器CC和低频资介电容器CT。

（1）CC瓷介电容器。介质常数大于1000。主要特点是体积小，性能稳定，耐热性好，绝缘电阻大，损耗小，成本低廉，但容量范围在1pF～0.1μF。常用于要求低损耗、容量稳定的高频电路中。

（2）CT瓷介电容器。介质常数小于1000。主要特点是体积相对比CC型瓷介电容器小，容量比CC型大，容量最大达4.7μF，但其绝缘电阻低，损耗大，稳定性比CC型差，一般用于低频电路中作旁路使用。

2）CY云母电容器

该种电容器是以云母作介质。主要特点是精度高，可达±（0.01～0.03）％，性能稳定，可靠，损耗小，绝缘电阻很高，是一种优质电容器，但容量小，一般在4.7～5100pF，体积大，成本高，主要用于对稳定性和可靠性要求较高的高频电路上，如一些高频本振电路。

3）玻璃电容器

CI玻璃釉、CQ玻璃膜，该种电容器是以玻璃为介质，稳定性介于云母电容器与瓷介电容器之间，是一种耐高温、其相对体积小、成本低廉、性能较高的电容器，可制成贴片元件，常在高密度电路中使用。

4）CZ纸介电容器

该种电容是以纸作介质，其特点是制造成本低，比瓷介电容器、玻璃电容器容量范围大，一般在0.01～10μF，但绝缘电阻小，损耗大，体积也大，只适用于直流或低频电路中使用。另一种纸介电容器，即CJ金属化纸介电容器，最大特点是相对于纸介电容器体积减小了1／5～1／3，且高压击穿后能够自愈，而其他性能与纸介电容器没有多大差别。

5）有机薄膜电容器

该类电容器是以有机薄膜为介质。有机薄膜种类有很多，最常见的有涤纶薄膜，聚丙烯薄膜等。这类电容器总性能上都比低频瓷介电容器、纸介电容器好，其容量范围较大，但稳定性还不够高，其中涤纶金属聚碳酸酯等电容器只适用于低频电路。聚苯乙烯、聚四氟乙烯电容器高频特性好，适用于高频电路。聚丙烯电容器能耐高压，聚四氟乙烯电容还能耐高温。

6）电解电容器

该类电容器是以金属氧化膜为介质。金属为阳极，电解质为阴极，其最大特点是容量范围很大，达0.47～2000μF。根据介质不同，电解电容器主要分为两种：

（1）CD铝电解电容器。该种电容器是以铝金属为阳极，常以圆筒状铝壳封装，最大特点是容量范围大，且价格低廉，但其绝缘性差，损耗大，温度稳定性和频率特性差，电解液易干涸老化，不耐用，额定直流工作电压低，一般在6.3～500V之间，适用于低频旁路、耦合、滤波等电路中使用。

（2）CA钽电解电容器。该类电容器分固体钽电解电容器和液体钽电解电容器两种。它与铝电解电容器相比，具有绝缘性好，相对体积和损耗都小，温度稳定性、频率特性好，耐用、不易老化，但相对额定直流工作电压较低，最高额定直流工作电压只有百余伏。

7）可变电容器

可变电容器主要是由动片和定片及之间的介质以平行板式结构而成。动片和定片通常是半圆形或类似半圆形。转动动片，则改变了它们的平衡面积，从而改变其容量。可变电容介质常见有：空气、聚苯乙烯、陶瓷等。单个可调电容器称为单联可调电容器，两个称为双联、多个称为多联：AM收音机使用的是双联可调电容器，而AM／FM收音机使用的则是四联可调电容器，且在顶部还有四个作为补偿使用的微调电容器。

4.电容器的合理选用

选用电容器时不能片面地追求电容器的高性能，还要全面地考虑电容的其他参数，如额定直流工作电压、体积、稳定性、能否耐高温等。对于电容器额定直流工作电压，一般选取大于实际工作电压1～2倍即可。总的来说，在满足产品技术要求的情况下，应该多选用低价位电容器，如一般电路中广泛使用的瓷介电容器、涤纶电容器、铝电解电容器等。

5.电容器的质量判别

电容器常见故障有开路、短路、漏电或容量减小等，除了准确的容量要用专用仪表测量外，其他电容器的故障用万用表都能很容易地检测出来，下面介绍用万用表检测电容器的方法。

1）5000pF以上非电解电容器的检测

首先在测量电容器前必须对电容器短路放电，再用万用表最高挡R×10kΩ或R×1kΩ挡测量电容器两端，表头指针应先摆动一定角度后返回无穷大，若指针没有任何变动，则说明电容器已开路，若指针最后不能返回无穷大，则说明电容漏电较严重，若阻值为0，则说明电容器已击穿。电容器容量越大，指针摆动幅度就越大。可以根据指针摆动最大幅度值来判断电容器容量的大小，以确定电容器容量是否减小了。测量时必须记录好测量不同容量的电容器时万用表指针摆动的最大幅度，才能做出准确判断。若因容量太小看不清指针的摆动，则可调转电容两极再测一次，这次指针摆动幅度会更大。

对于5000pF以下电容器用万用表R×10kΩ挡测量时，基本看不出指针摆动，所以，若指针指向无穷大则只能说明电容没有漏电，是否有容量只能用专用仪器才能测量出来。

2）带极性电解电容器的检测

首先，要了解万用表电阻挡内部结构，如图2－7所示。从图中可知，黑表笔是高电位，应接电容器正极，红表笔是低电位接电容器负极。测量时，指针同样摆动一定幅度后返回，但并不是所有的电容器万用表指针都返回至无穷大，有些会慢慢地稳定在某一位置上。读出该位置阻值，即为电容器漏电电阻，漏电电阻越大，其绝缘性越高，一般情况下，电解电容器的漏电电阻大于500kΩ时性能较好，在200～500kΩ时电容器性能一般，而小于200kΩ时漏电较为严重。测量电解电容器时要注意以下几点：

图2－7 万用表电阻挡内部结构图

（1）每测量一次电容器前都必须先放电、后测量 （无极性电容器也一样）。

（2）测量电解电容器时一般选用R×1kΩ或R×10kΩ，但47μF以外的电容器一般不再用R×10kΩ挡。

（3）选用电阻挡时要注意万用表内电池 （一般最高电阻挡使用6～22.5V的电池，其余的使用1.5V或3V电池）电压不应高于电容器额定直流工作电压，否则测量出来结果是不难确的。

（4）当电容器容量大于470μF时，可先用R×1kΩ挡测量，电容器充满电后 （指针指向无穷大时）再调至R×1kΩ挡，待指针再次稳定后，就可以读出其漏电电阻值，这样可大大缩短电容器的充电时间。

3）可变电容器的检测

首先，观察可变电容器的动片和定片有没有松动，然后再用万用表最高电阻挡测量动片和定片的引脚电阻，并且调整电容器的旋钮。若发现旋转到某些位置时指针发生偏转，甚至指向0Ω时，说明电容器有漏电或碰片情况。电容器旋动不灵活或动片不能完全旋入和完全旋出，都必须修理或更换。对于四联可调电容器，必须对四组可调电容分别进行测量。