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电子元器件是有使用寿命的,其寿命不仅与自身的结构特征和性质相关,还与其应用环境及在电路中所起的作用密切相关。
在控制电路中,电子元器件的耐受能力有强弱之分。电子元件的耐受能力排名如下(从高到低):电阻器、电感器、电容器、集成电路(涉及二极管、三极管、场效应管、集成电路芯片)。总体来说,在相同的工作条件下,集成电路受损的概率最高。
在控制电路中,工作在高电压、高电流、大功率条件下的电子零件(控制电路的核心零件、多功能性零件)承受的压力更大,因此损坏的概率也更高。凡是在大电流条件下发热的元件(根据焦耳定律——热量与电流的平方正相关),通常都配有散热器,且这些元件往往是易损件。大功率电阻器也是易损件,其功率大小与体积相关,体积越大,功率越大。在控制电路中,保险丝和保险电阻是最不可靠的元件,因为它们熔点低,容易断裂,并且作为保护其他元件的保险装置,最先受损。
电气元件的损坏形式有过压损坏、过流损坏以及机械损坏。过压损坏如雷击导致的桥式整流管击穿;过流损坏如显示器行管的热击穿。过压损坏的元件外表看不出明显变化,但其基本参数会发生变化。过流损坏的元件表面温度很高,可能出现开裂、变色、小坑等明显变化,严重时电子元件周围的PCB线路板会变黄、发黑。
电子元器件在寿终正寝或损坏后通常会表现出各种各样的症状,具体表现因元器件类型而异。以下是一些常见电子元器件损坏后的表现:
1.电容器
电解电容器:
鼓包或泄漏:电容器顶部或底部鼓包,或有电解液泄漏。
容量下降:电路表现出不稳定的电压或频率。
短路或开路:电路不能正常工作或出现完全失效。
陶瓷电容器:
机械破损:外壳破裂或碎裂。
容量变化:电路性能变差或不稳定。
2.电阻器
固定电阻器:
阻值变化:电阻值偏离额定值,影响电路性能。
烧焦或变色:电阻器过热,表面变色或有烧焦痕迹。
可变电阻器(电位器):
接触不良:调节时电路表现不稳定,输出噪音增加。
阻值不稳定:调节后阻值漂移或跳变。
3.二极管
整流二极管、肖特基二极管、齐纳二极管等:
短路:电路中电流异常增加,元件过热。
开路:电路中没有电流通过,电路不工作。
漏电:漏电流增加,影响电路性能。
4.晶体管
双极性晶体管(BJT)、场效应晶体管(FET)等:
短路:电路中电流异常,元件过热。
开路:电路中没有电流通过,电路不工作。
增益下降:放大电路增益降低,信号失真。
5.集成电路(IC)
模拟IC、数字IC、微控制器等:
功能失效:整个IC失效,电路不工作。
部分功能失效:IC部分功能失效,电路表现异常。
过热:IC过热,可能导致永久性损坏。
6.变压器
电源变压器、信号变压器等:
短路:绕组之间短路或绕组对地短路,导致电路过载。
开路:绕组断开,变压器无法传递电能。
过热:变压器过热,可能引起绕组损坏或绝缘破坏。
7.电感器
线圈电感、扼流圈等:
短路:线圈之间短路,电路中电流异常。
开路:线圈断开,电路中电流中断。
磁芯损坏:电感值变化,影响电路性能。
8.连接器
电源连接器、信号连接器等:
接触不良:信号传输不稳定,出现噪音或断断续续。
机械损坏:插针弯曲、断裂或外壳破裂。
9.开关
机械开关、电子开关等:
接触不良:开关状态不稳定,电路表现异常。
开关失效:开关不能正常切换状态,电路无法控制。
10.显示器件
LED、LCD、OLED等:
不亮:显示器件不工作,完全黑屏或部分区域不显示。
亮度下降:显示亮度不均匀或明显下降。
色彩异常:显示颜色失真或色彩不均匀。
这些表现可以帮助工程师和技术人员诊断和解决电子设备中的问题,以便及时维修或更换损坏的元器件。
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