电容值E系列标称方法

本节首先介绍常用的E系列标称方法，然后介绍电阻、电容器、电感器、二极管的分类、性能和识别方法，以及简单的实用电路。一、E系列标称方法厂家生产的电阻器，并不是包含任何阻值，就像人民币，只有1、2、5三种规格一样。电阻器、电容器标称值系列通常采用E系列。E系列是一种由几何级数构成的数列。源自Electricity的第一个字母，它是以6√10＝1.5、12√10＝1.2、24√10＝1.1为公比的几何级数，分别称为E6系列、E12系列和E24系列。E6系列适用于允差±20%的电阻、电容器数值，E12系列适用于允差±10%的电阻、电容器数值，E24系列适用于允差±5%的电阻和电容器数值。图1.6.1给出了E系列标称值选取的示意图。可以看出，E24系列是在大于等于1，小于10的范围内，按照几何级数，确定了24个值。E12系列则是在相同的范围内，确定了12个值。E6系列则是在相同的范围内，确定了6个值。这种选取方法，一方面保证了厂家在生产时，仅需要提供有限的种类，另一方面，也可以满足绝大多数用户的需求。比如，E24系列中，电阻值允差为±5％，则4.7和5.1之间，如图所示，不存在空白区域，也就是说，尽管仅提供4.7、5.1Ω，47、51Ω，470、510Ω等阻值，用户仍然可以通过电阻筛选，选择出自己需要的阻值。表1.6.1给出了E系列标称值。表1.6.1E系列标称值E241.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1E121.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2E61.01.52.23.34.76.8目前，电阻器一般采用E24系列，电容器则采用E12系列或者E6系列。有些电位器也采用E系列，但是，目前见到的电位器，多数采用1、2、5系列，也就是说，其标称值分别是1k、2k、5k，10k、20k、50k，100k、200k、500k等。二、电阻器12345678910E6图1.6.1E系列标称值选取示意图E12E241．常用电阻器分类碳膜电阻器：阻值稳定性高，受电压和频率影响小，具有负的电阻温度系数，但是其特性不如金属膜电阻器，现在使用不多。金属膜电阻器：工作环境温度范围宽，体积和工作噪声都比较小,阻值精度较高，使用较广泛，但是其脉冲负载能力差。金属氧化膜电阻器：除具有金属膜电阻器的优点外，还有耐高温，低阻性能好优点，但是氧化膜在直流负载下容易发生电解使氧化物还原，性能不太稳定。薄膜镍铬精密电阻器：阻值精度高，温度系数小，稳定性高，适于要求较高的场合，价钱较贵。线绕电阻器：阻值精度高、耐热抗氧化，功率可达100W以上，而其它电阻器功率通常为5W以下，主要用于精密和大功率场合，但是其高频性能较差。热敏电阻器：负温度系数的热敏电阻器主要用在收音机和电视机等电路中做温度补偿用，也可用在温度控制或温度测量电路中。厚膜电阻网络：它是以高铝瓷做基体，采用高稳定性、高可靠性的锡系玻璃釉电阻材料，在高温下烧结制成。常用的是边侧并联单列直插式电阻网络，俗称阻排，阻值范围是10Ω～1MΩ，功率通常是1/8W或1/4W。实验室提供的绝大多数是金属膜电阻，在数字实验室也会遇到阻排，即厚膜电阻网络。2．识别和注意事项电阻器阻值的标定有两种，一种直接数字标注，另一种是色标法。所谓直接标注，就是将电阻器阻值直接印刷在电阻器上。它的优点是容易识别，但是，其缺点也是明显的：第一、当表面出现局部磨损时，有可能造成无法读数；第二、仅能在一面观察读数，当焊接时误将读数面焊接到下面，则只有拆下来，才能读数。为了克服这些缺点，近年来，电阻生产者大量使用的是色环标注法，简称色标法。所谓色标法，就是在电阻上印刷4条或者5条具有不同颜色的环线，并用这些不同的颜色组合，标注该电阻的阻值。这种方法标注的电阻器，表面上少量的磨损，并不影响数值读取，并且因为是环线标注，无论怎样焊接，都可以方便的读取。其缺点是，必须学会并记住读取的色环表。4色环：前2条环表示2位有效数字，各有10种颜色，表示0～9。第3条环表示倍率，有8种颜色，表示倍率为100～107。电阻值为前面的有效值乘以当前的倍率。最后1条表示电阻器的允许偏差级别，分别用7种颜色表示允差为0.1％～10％。5色环：前3条表示3位有效数字，其余于4色环相同。例如：某4色环标定的电阻器4条色环分别是棕、黑、黄和金，其对应阻值为：1（棕）0（黑）×104（黄）＝100kΩ，误差为±5％（金）。某5色环标定的电阻器5条色环分别是橙、黑、黑、棕和棕，其对应阻值为：3（橙）0（黑）0（黑）×10(棕)＝3.00kΩ，误差为±1％（棕）。注：有些电阻器的色标很难区分起始位和最后一位，此时最好结合万用表读取电阻器的阻值。现在网上可以查到一个程序专门用来计算色环电阻器阻值的大小，使用起来非常方便。注意事项：电阻器的实际功率不要超过电阻器的额定功率，否则电阻器容易发热甚至烧坏引发事故。图1.6.2给出了两种电阻器色环的标注示意。内嵌的是色环表。颜色第1位数字第2位数字第3位数字倍率阻值允许偏差黑000100综111101+1％红222102+2％橙333103黄444104绿555105+0.5％蓝666106+0.25％紫777107+0.10％灰888白999金0.1+5％银0.01+10％5色环1．电位器电位器是在一个电阻器内部，增加一个滑动抽头形成。有两个固定端和一个滑动端，其结构如图1.6.3左边所示。图1.6.3右边是两种常见电位器的外形。电位器除具有固定电阻器的性能指标外还有自身特点。电位器的旋转角度与输出电阻的规律有直线式、指数式和对数式三种，如图1.6.4。直线式电位器的旋转角度与输出电阻成线性关系如A线，在限流、分压、定时、阻抗匹配等场合应用较多。指数式电位器的旋转角度与输出电阻成指数关系(B)，先细挑后粗调，如音量调节电位器。对数式电位器的旋转角度与输出电阻成对数关系，与指数电位器相反(C)，先粗调后细调，如对比度调节电位器。电位器的机械旋转角度有单圈和多圈两种。多圈电位器调整精确，但是价格较为昂贵。电位器的机械耐久性一般为200周以下，也就是说，一个新的电位器，旋转调整200次后，它的寿命就结束了。频繁的调整电位器，会加速其损坏。常用的电位器有多圈线绕电位器和玻璃釉电位器两种。4色环图1.6.2电阻的色环标注法示意图BAC旋转角度图1.6.4电位器电阻值变化规律图1.6.3电位器结构及两种常见的电位器外形多圈线绕电位器具线绕电阻器的特点，能进行精密调整，但是高频性能差。它的标称一般以三个数字表示，前两位代表有效数字，第三位代表0的个数，单位是Ω，例如：标称位103的电位器，其最大阻值为10000Ω；玻璃釉电位器具有良好的耐热性和耐磨性，可靠性和耐潮性较高，但是接触电阻较大，因此小阻值场合不宜选用，标称一般直接印刷在电位器外壳上。三、电容器1．常用电容器的分类表1.6.2常用电容器的分类名称介质特点用途缺点瓷介电容器高频无线电陶瓷性能优良，电容量稳定性高高频电路容量小独石电容器高介电常数的陶瓷小体积大容量耦合、旁路、滤波电路电气性能一般云母电容器云母绝缘性高，温度、频率特性稳定交流和脉冲电路抗潮性能差电解电容器铝电容器以铝箔或铝层为阴、阳极，铝的金属氧化物为介质小体积大容量1μF~10KμF，去耦、耦合、电源滤波电路容量易损耗，高频性能差，容量偏差较大钽电容器以钽箔为阴、阳极，钽的金属氧化物为介质体积小，温度范围宽，频率特性好，稳定性高替补铝电容器性能参数难以满足要求的电路价格较高2．电容器的主要用途旁路：图1.6.5为典型的共射极晶体管放大电路，其中电容C3起旁路作用。耦合：图1.6.5中电容器C1、C2即为起耦合作用的耦合电容器，对交流信号形成通路，同时又隔离直流信号。RLC3UiC2C1Rb2Rb1ReRc图1.6.5去耦：电子电路的各单元电路经常由同一电源供电，因此电源成了各单元电路交、直流成分的公共通道，电源通道的内阻上由各单元电路的电流产生的电压将反馈到各单元电路，只要条件适宜就将引起电路自激，多级放大电路尤容易自激。为消除由公用电源所引起的寄生耦合，在电源上通常加LC或RC滤波去耦，图1.6.6中L1、C4、C3和L2、C6、C5分别构成两组去耦电路，图中C4和C6为高频特性较好的0.1～0.01μF的瓷片电容。滤波：在整流电路中经常利用电感和电容的组合构成T形或π形滤波电路。储能：利用电解电容器与外围电路组合通过对电容的充放电过程可以实现储能。波形变换：图1.6.7利用电容和电阻构成微分电路，可以将矩形脉冲变换为正负相间的尖峰脉冲。此外，利用电容器还可构成直流成分恢复器、有缘滤波器、LC振荡器、RC定时器和RC移相等一系列电路。2．电容器的参数识别和使用注意电容器的标称方法有：将电容器的值直接直标注在电容器上，例如：30P、2.2μF/16V。采用三个数字表示电容器的容量，前两个数字表示有效值，后一个数字表示有效数字后面0的个数，单位是pF,遇有小数用R代表小数点。如104＝100000pF（10后面加4个0），6R3＝6.3pF。采用两个数字中间加“n”表示电容器的容量，“n”表示“nF”相当于1000pF,例如：2n2=2200pF。用有效数字表示电容器的容量，单位为：μF，例如：0.0022＝2200pF=2n2=222。选用电解电容器时应注意：电解电容器的标称由耐压值和容量两部分构成，直接标注在电容器上。+-+++Vcc-VeeL2C4C3C1R1R2C5C2L1C6GndGnd图1.6.6RC图1.6.7电解电容器的标称耐压值选择原则为：选择标称耐压值中，大于该电容可能承受的最大电压的2倍的最小值。一般标称耐压值为16V，25V，50V等。比如在一个电路中，某个电解电容可能承受的最大电压为12V，则应选择大于24V的标称耐压值中的最小值，为25V。过分提高耐压值，一方面会增加成本（耐压值越高的电容越贵），另一方面，也会造成电容实际容值小于标称值。电容器的工作电压不能长时间高于它的耐压值，否则电容器会发烫甚至暴裂。电解电容器有极性，应保证电解电容在长期工作中，正极电压高于负极电压。长期的反压，将会造成电解液起泡，并集聚压力而爆炸。区分电解电容器管脚极性的方法有两种：1）电解电容器上“－”对应的管脚为负极，另一个管脚为正极。2）对于一个新的、未做过任何操作的电容器，长管脚为正极，短管脚为负极。四、电感器1．电感器的分类和使用场合电感器分为空心和磁心两大类，磁心电感器又分为卧式和立式。空心电感器没有磁心，也就没有磁滞和涡流损耗，品质因素Q高，分布电容小，在高频和甚高频电路中应用较多，可惜没有成品可购，需要自己绕制。磁心电感器体积小结构牢固，可用于滤波、振荡、延迟和陷波等电路中，标称符合E系列。电感器主要应用于低通滤波、高通滤波、谐振电路、阻抗匹配、延迟线、陷波电路和高频补偿等电路中，详见下表：整流LR低通滤波LCLC并联谐振LCLC串联谐振CRTRL+Vcc高频补偿LLCπ型高通滤波CCLT型高通滤波2．电感器的参数识别和使用注意标称电感量和偏差可直接标注在电感器上，也可以用色环的形式表示，规定与色环电阻类似，单位是μH。电感器标称值大多采用E系列，由0.1μH到22000μH.选用电感器时除了要注意电感量、品质因素（Q＝ωL/r）和电流等级外，还要注意其直流电阻值，特别是在电源电路中用LC构成滤波或去藕电路中，直流电阻会产生压降影响实际供电电压。五、二极管1．二极管分类和使用场合硅整流二极管：硅整流二极管的主要型号有IN4001~IN4007、IN5391~IN5399、IN5100~IN5406，它主要用途有在电源电路上做整流元件，还可以灵活的构成限幅、钳位、抑制反向电动势、双电源实现数据保护等电路。典型应用如图1.6.8。硅整流桥：硅整流桥的主要型号有3N246~3N245,分为单相半桥、单相全桥和三相全桥，其中单相全桥主要用在小功率整流电路中，三相全桥在电力整流和逆