摘要:
电容器的测量实际上一个阻抗测量的问题。众所周知,一个阻抗量可用电阻和电抗元件的串联或并联等效电路表示。只要适当地选择等效电路的元件值,采用同一类型的元件,在给定的条件下,两种等效电路具有相同的阻抗。因此,串联的阻抗量可以等效为并联的导纳量。反之,并联方式的导纳也可以转换为串联方式的阻抗。关于转换的原理和方法,详见有关资料。
电容器的测量也同样存在着两种电路方式,如图1所示。
根据下面的公式,能够实现两种电路之间的转换。
可见,两种电路方式的等效容量值通常并不相等,等效的串联电阻值也不等于......
电容器的测量实际上一个阻抗测量的问题。众所周知,一个阻抗量可用电阻和电抗元件的串联或并联等效电路表示。只要适当地选择等效电路的元件值,采用同一类型的元件,在给定的条件下,两种等效电路具有相同的阻抗。因此,串联的阻抗量可以等效为并联的导纳量。反之,并联方式的导纳也可以转换为串联方式的阻抗。关于转换的原理和方法,详见有关资料。
电容器的测量也同样存在着两种电路方式,如图1所示。
可见,两种电路方式的等效容量值通常并不相等,等效的串联电阻值也不等于等效的并联电阻值。Cs与损耗因数D之间存在着函数关系。在给定频率下,D值和Q值与电路的选择方式无关。因此,在Cp-D和Cs-D 两种方式中,D值相等;同样,在Cp-Q和Cs-Q方式中,Q值也相等。
设D=0,即理想电容器的情况,这是不存在着串联电阻Rs或并联电阻Rp,则Cs=Cp;如D
总之,一个被测件越是接近纯电阻或纯电抗,则串、并联等效电路的差别就越小。对于理想的阻抗元件,两种等效电路的结果相同,但是,当D或Q值接近1时,串、并联电路的选择就越重要。
等效电路的选择还与其它因素有关,实际的电容器并不像某些教科书上说的那么简单,而是非常复杂的,如图2所示。
根据此等效电路,可以写出它的阻抗表达式:
显而易见,不但实部而且虚部都是频率的函数。因此电路方式的选择和频率密切相关。当测试频率接近电容器的自然谐振频率以及D或Q值接近1时,其关系就更 加密切。
和其它元件一样,电容器也具有寄生性,电路方式的断则要抓住最显著的寄生性。通常,实数或电阻分量决定着电路方式。电容器不但具有串联电阻而且还有并联电阻。串联电阻的典型值是欧姆级或更小;而并联电阻的典型值是兆欧级或更大。
大容量电容器或低阻抗元件,如电解电容器,其串联电阻引入的损耗比并联电阻的泄露损耗更为重要。因为Xc=1/wC。由于容量大,故电抗值极小。相比之下,Rs的的作用尤其突出。在这种情况下,应选用串联等效电路方式,即Cs-D或Cs-ESR的方式。这时应注意克服引线电阻和接触电阻的影响,正确地进行短路补偿。
而小容量电容器或高阻抗元件的并联电阻比串联电阻更为重要。因而,宜选用并联等效电路方式。同时,注意消除杂散电容的影响,做好开路补偿。
同理,电感等效电路也有类似的简单规律。那就是,大电感值,使用并联方式;小电感值,使用串联方式。
究竟哪一种电路方式更正确呢?两种电路方式都正确,而又不是绝对地正确。只是在给定的测试条件下,一种方式比另外一种方式有着更好的近似性,更加接近元件的有效值。