哪些元器件會(huì)引起電路故障?這篇文章告訴你,也歡迎大家繼續(xù)補(bǔ)充!
01 、電容
電容在電路中扮演著至關(guān)重要的角色,猶如電路的 “守護(hù)神”。
它主要用于電源濾波、信號(hào)耦合、旁路、去耦以及儲(chǔ)能等方面。在電源電路中,電容能夠?yàn)V除交流紋波,使輸出的直流電壓更加平滑穩(wěn)定,就像一個(gè) “濾網(wǎng)”,將電源中的雜質(zhì)去除,為后續(xù)電路提供純凈的電能。
在信號(hào)電路里,電容可以耦合信號(hào),讓交流信號(hào)順利通過(guò),同時(shí)阻隔直流成分,確保信號(hào)傳輸的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
然而,電容也可能成為電路故障的 “罪魁禍?zhǔn)住薄?/strong>
以電解電容為例,它在長(zhǎng)時(shí)間使用后,容易出現(xiàn)各種問(wèn)題。
比如在一些開(kāi)關(guān)電源中,電解電容可能會(huì)因承受過(guò)高的電壓或過(guò)大的紋波電流而損壞。當(dāng)電解電容損壞時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電源無(wú)法正常啟動(dòng),就像一輛汽車失去了啟動(dòng)的關(guān)鍵部件一樣。
我曾經(jīng)遇到過(guò)一個(gè)案例,一臺(tái)電腦的主板突然無(wú)法開(kāi)機(jī),經(jīng)過(guò)仔細(xì)檢查,發(fā)現(xiàn)是主板上的電解電容鼓包漏液,導(dǎo)致電路短路,從而使整個(gè)主板無(wú)法正常工作。
電容故障的表現(xiàn)形式多種多樣。
常見(jiàn)的有容量變小,這會(huì)使得電容在濾波或耦合信號(hào)時(shí)效果大打折扣,導(dǎo)致電路輸出的電壓或信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)或失真;
漏電則會(huì)造成電路的功耗增加,甚至可能引發(fā)其他元件的損壞;
嚴(yán)重時(shí)還會(huì)出現(xiàn)短路,使電路中的電流瞬間增大,可能燒毀保險(xiǎn)絲、開(kāi)關(guān)管等元件,就像電路中突然出現(xiàn)了一道 “閃電”,對(duì)整個(gè)電路造成嚴(yán)重破壞。
電容的壽命與環(huán)境溫度密切相關(guān)。
一般來(lái)說(shuō),環(huán)境溫度越高,電容的壽命就越短。
這是因?yàn)楦邷貢?huì)加速電容內(nèi)部電解液的蒸發(fā)和化學(xué)反應(yīng),從而使電容的性能逐漸下降。
例如,在一些高溫環(huán)境下工作的電子設(shè)備,如工業(yè)控制電腦、汽車電子設(shè)備等,電容更容易出現(xiàn)故障。
有研究表明,當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)電容的額定工作溫度時(shí),每升高 10℃,電容的壽命可能會(huì)縮短一半。
因此,在設(shè)計(jì)和使用電路時(shí),對(duì)于那些靠近熱源的電容,如 CPU 附近的電容,要特別注意其散熱問(wèn)題,可以通過(guò)增加散熱片、改善通風(fēng)條件等方式來(lái)降低電容的工作溫度,延長(zhǎng)其使用壽命。
02 、電阻
電阻雖不是電路中損壞率最高的元件,但因其數(shù)量眾多,在電路故障里也扮演著不可忽視的角色。常見(jiàn)的電阻類型有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險(xiǎn)電阻等,其中碳膜電阻和金屬膜電阻應(yīng)用最為廣泛。
電阻損壞以開(kāi)路最為常見(jiàn),阻值變大的情況較少,阻值變小則十分罕見(jiàn)。從阻值分布來(lái)看,低阻值(100Ω 以下)和高阻值(100kΩ 以上)的電阻損壞率相對(duì)較高,而中間阻值(如幾百歐到幾十千歐)的電阻極少損壞。
在外觀表現(xiàn)上,低阻值電阻損壞時(shí)往往會(huì)燒焦發(fā)黑,很容易被發(fā)現(xiàn);高阻值電阻損壞時(shí)卻很少留下明顯痕跡。
像線繞電阻,一般用于大電流限流,阻值不大,圓柱形線繞電阻燒壞時(shí),有的會(huì)發(fā)黑或表面爆皮、裂紋,有的則可能毫無(wú)痕跡。水泥電阻作為線繞電阻的一種,燒壞時(shí)可能會(huì)斷裂,也可能沒(méi)有可見(jiàn)痕跡。
保險(xiǎn)電阻燒壞時(shí),有的表面會(huì)炸掉一塊皮,有的卻沒(méi)有什么痕跡,但絕不會(huì)像低阻值電阻那樣燒焦發(fā)黑。
在檢查電阻是否損壞時(shí),我們可以先觀察電路板上低阻值電阻有無(wú)燒黑的痕跡。再依據(jù)電阻損壞時(shí)絕大多數(shù)開(kāi)路或阻值變大以及高阻值電阻容易損壞的特點(diǎn),用萬(wàn)用表在電路板上直接測(cè)量高阻值電阻兩端的阻值。
若量得阻值比標(biāo)稱阻值大,則該電阻很可能已損壞。需注意,要等阻值顯示穩(wěn)定后再下結(jié)論,因?yàn)殡娐分锌赡?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1596647.html">并聯(lián)有電容元件,會(huì)有充放電過(guò)程。
如果量得阻值比標(biāo)稱阻值小,一般可暫不做理會(huì)。
03 、運(yùn)放
運(yùn)算放大器的好壞判別對(duì)許多電子維修者來(lái)說(shuō)頗具難度。理想運(yùn)算放大器具有 “虛短” 和 “虛斷” 的特性,這兩個(gè)特性對(duì)分析線性運(yùn)用的運(yùn)放電路十分有用。為了保證線性運(yùn)用,運(yùn)放必須在閉環(huán)(負(fù)反饋)下工作。若沒(méi)有負(fù)反饋,開(kāi)環(huán)放大下的運(yùn)放就成為一個(gè)比較器。
要判斷運(yùn)算放大器的好壞,首先得分清它在電路中是作放大器用還是比較器用。根據(jù)放大器虛短的原理,如果運(yùn)算放大器工作正常,其同向輸入端和反向輸入端電壓必然相等,即使有差別也是毫伏級(jí)的。
當(dāng)然,在某些高輸入阻抗電路中,萬(wàn)用表的內(nèi)阻會(huì)對(duì)電壓測(cè)試產(chǎn)生一定影響,但一般也不會(huì)超過(guò) 0.2V,如果有 0.5V 以上的差別,則放大器大概率損壞。
如果器件是作比較器用,則允許同向輸入端和反向輸入端不等,同向電壓>反向電壓時(shí),輸出電壓接近正的最大值;
同向電壓<反向電壓時(shí),輸出電壓接近 0V 或負(fù)的最大值(視乎雙電源或單電源)。若檢測(cè)到電壓不符合這個(gè)規(guī)則,則器件很可能有問(wèn)題。
如此一來(lái),無(wú)需使用代換法,也不用拆下電路板上的芯片就能判斷運(yùn)算放大器的好壞了。
04、連接器與插座
接觸不良,這是最常見(jiàn)的情況。
由于長(zhǎng)期插拔,連接器或插座的金屬接觸面可能會(huì)磨損、氧化,使接觸電阻增大。例如,電腦主機(jī)后的插座,多次插拔插頭后,其內(nèi)部的金屬?gòu)椘赡軣o(wú)法緊密夾住插頭的金屬片,導(dǎo)致設(shè)備供電不穩(wěn)定,出現(xiàn)信號(hào)傳輸中斷或者產(chǎn)生電火花。
短路,當(dāng)插座內(nèi)部的電極之間,或者連接器的引腳之間的絕緣材料損壞時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致相鄰的導(dǎo)電部分接觸,形成短路。
比如,插座進(jìn)水或者被導(dǎo)電的雜物侵入,就可能造成短路故障,引發(fā)跳閘,甚至損壞與之相連的電器設(shè)備。
機(jī)械損壞,插座外殼或者連接器的殼體可能會(huì)因受到外力沖擊而破裂、變形。這不但會(huì)影響其正常使用,還可能使內(nèi)部的導(dǎo)電部分暴露,帶來(lái)安全隱患。像在一些使用環(huán)境較為惡劣的車間,設(shè)備上的連接器很容易被碰撞而損壞。
05、保險(xiǎn)絲和斷路器
保險(xiǎn)絲誤熔斷:當(dāng)電路中出現(xiàn)瞬間的電流沖擊,如電機(jī)啟動(dòng)、電容器充電時(shí),可能會(huì)產(chǎn)生浪涌電流,導(dǎo)致保險(xiǎn)絲在沒(méi)有真正過(guò)載或短路的情況下熔斷。比如,在含有大型電機(jī)設(shè)備的電路中,電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流可能會(huì)瞬間達(dá)到額定電流的數(shù)倍,容易引起保險(xiǎn)絲誤動(dòng)作。
保險(xiǎn)絲老化熔斷:長(zhǎng)時(shí)間使用后,保險(xiǎn)絲可能會(huì)因?yàn)樽陨淼睦匣?、材料疲勞等因素,在正常電流下熔斷。就像使用多年的老式保險(xiǎn)絲,其內(nèi)部的金屬絲可能會(huì)因?yàn)樽匀焕匣阅芟陆怠?/p>
保險(xiǎn)絲接觸不良:如果保險(xiǎn)絲與保險(xiǎn)絲座之間的接觸不好,會(huì)產(chǎn)生接觸電阻。當(dāng)電流通過(guò)時(shí),接觸部位會(huì)發(fā)熱,這可能導(dǎo)致保險(xiǎn)絲提前熔斷,或者造成局部過(guò)熱引發(fā)安全隱患。
斷路器誤跳閘:類似于保險(xiǎn)絲的浪涌電流情況,當(dāng)電路中有短暫的尖峰電流時(shí),斷路器可能會(huì)誤判為過(guò)載或短路而跳閘。另外,電磁干擾也可能影響斷路器的電子元件,導(dǎo)致其誤動(dòng)作。例如,附近有大型的電磁設(shè)備啟動(dòng)時(shí),可能會(huì)干擾斷路器的正常工作。
斷路器不跳閘:由于斷路器內(nèi)部的機(jī)械部件損壞、脫扣機(jī)構(gòu)故障或者觸頭熔焊等原因,當(dāng)電路真正發(fā)生過(guò)載或短路時(shí),斷路器可能無(wú)法正常跳閘。這會(huì)使故障電路持續(xù)處于危險(xiǎn)狀態(tài),可能會(huì)損壞電氣設(shè)備,甚至引發(fā)火災(zāi)。
斷路器接觸不良:斷路器的觸頭如果長(zhǎng)期使用,可能會(huì)出現(xiàn)磨損、氧化等情況,造成接觸不良。這會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱,降低斷路器的性能,還可能影響其正常的分合閘操作。
06 、其他器件
除了電容、電阻和運(yùn)算放大器外,還有一些元器件也容易引發(fā)電路故障。
二極管在電路中具有單向?qū)щ娦?,常用于整流、穩(wěn)壓、開(kāi)關(guān)等功能。但二極管容易因過(guò)電壓、過(guò)電流、高溫等因素?fù)p壞。
例如在電源電路中,若輸入電壓突然升高超過(guò)二極管的反向擊穿電壓,二極管可能被擊穿短路,導(dǎo)致電源輸出異常,甚至可能損壞后續(xù)電路中的其他元件。
像續(xù)流二極管,在開(kāi)關(guān)電源、電感負(fù)載電路中起續(xù)流作用,一旦發(fā)生故障,會(huì)使電感中的電流無(wú)法正常續(xù)流,可能損壞主開(kāi)關(guān)元件。
三極管也是常見(jiàn)的易故障元件,它在電路中可用于信號(hào)放大、開(kāi)關(guān)控制等。三極管可能因過(guò)壓、過(guò)流、靜電擊穿等原因損壞。
比如在一個(gè)音頻放大電路中,如果三極管的集電極電流過(guò)大,超出其額定值,會(huì)使三極管發(fā)熱嚴(yán)重,可能導(dǎo)致其性能下降甚至燒毀,使音頻信號(hào)無(wú)法正常放大輸出。
在電腦主板電路中,若因靜電未釋放干凈,可能會(huì)擊穿三極管,造成主板無(wú)法正常工作。
集成電路是將多個(gè)電子元件集成在一個(gè)芯片上的器件,雖然功能強(qiáng)大,但也較為脆弱。高溫環(huán)境會(huì)對(duì)集成電路產(chǎn)生諸多不良影響,如導(dǎo)致參數(shù)漂移,使閾值電壓、電流增益等發(fā)生變化;
長(zhǎng)時(shí)間高溫可能引起耐久性下降,出現(xiàn)氧化層破裂、金屬鍵合斷裂等物理?yè)p壞,造成性能退化或故障;
還可能加速內(nèi)部缺陷暴露和劣化,引發(fā)早期失效。在一些高性能處理器中,若散熱不良,溫度過(guò)高,處理器會(huì)自動(dòng)降頻工作甚至關(guān)閉某些工作單元,以避免因過(guò)熱而損壞集成電路。
還有哪些器件容易引發(fā)故障?歡迎大家補(bǔ)充。