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电容的基础知识

信息来源:gkong.biz  时间:2009-10-12  浏览次数:74

  标题:电容的基础知识
  一、电容的分类和作用
  电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:
  按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
  按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
  按极性分为:有极性电容和无极性电容。 我们最常见到的就是电解电容。
  电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐
  二、电容的符号
  电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个“+”符号代表正极。
  三、电容的单位
  电阻的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、pF(皮法),另外还有一个用的比较少的单位,那就是:nF(),由于电容 F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位,而不是F的单位。
  他们之间的具体换算如下:
  1F=1000000μF
  1μF=1000nF=1000000pF
  五、电容的耐压 单位:V(伏特)
  每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
  六、电容的种类
  电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点:
  各种电容的优缺点
  极性 名称 制作 优点 缺点
  无 无感CBB电容 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 无感,高频特性好,体积较小 不适合做大容量,价格比较高,耐热性能较差。
  无 CBB电容 2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 有感,其他同上。
  无 瓷片电容 薄瓷片两面渡金属膜银而成。 体积小,耐压高,价格低,频率高(有一种是高频电容) 易碎!容量低
  无 云母电容 云母片上镀两层金属薄膜 容易生产,技术含量低。 体积大,容量小,(几乎没有用了)
  无 独石电容 体积比CBB更小,其他同CBB,有感
  有 电解电容 两片铝带和两层绝缘膜相互层叠,转捆后浸泡在电解液(含酸性的合成溶液)中。 容量大。 高频特性不好。
  有 钽电容 用金属钽作为正极,在电解质外喷上金属作为负极。 稳定性好,容量大,高频特性好。 造价高。(一般用于关键地方)
  表1
  七、电容的标称及识别方法
  由于电容体积要比电阻大,所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001,那它代表的是0.001uF=1nF,如果是10n,那么就是10nF,同样100p就是100pF。
  不标单位的直接表示法:用1~4位数字表示,容量单位为pF,如350为350pF,3为3pF,0.5为0.5pF
  色码表示法:沿电容引线方向,用不同的颜色表示不同的数字,第一,二种环表示电容量,第三种颜色表示有效数字后零的个数(单位为pF)
  颜色意义:黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。
  电容的识别:看它上面的标称,一般有标出容量和正负极,也有用引脚长短来区别正负极长脚为正,短脚为负。
  二) 电容器知识
  1、 电容器的定义
  所谓电容器就是能够储存电荷的“容器”。只不过这种“容器”是一种特殊的物质——电荷,而且其所存储的正负电荷等量地分布于两块不直接导通的导体板上。至此,我们就可以描述电容器的基本结构:两块导体板(通常为金属板)中间隔以电介质,即构成电容器的基本模型。 C=Q/U C=ε0εr S/D
  2、 电容器的作用
  电容器在电子线路中的作用一般概括为:通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用,是电子线路必不可少的组成部分。在集成电路、超大规模集成电路已经大行其道的今天,电容器作为一种分立式无源元件仍然大量使用于各种功能的电路中,其在电路中所起的重要作用可见一斑。作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域,同电池等储能元件相比,电容器可以瞬时充放电,并且充放电电流基本上不受限制,可以为熔焊机、闪光灯等设备提供大功率的瞬时脉冲电流。电容器还常常被用以改善电路的品质因子,如节能灯用电容器。
  2 隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
  2 旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
  2 耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路
  2 滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
  2 温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。
  2 计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
  2 调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。
  2 整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
  2 储能:储存电能,用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。
  3、 电容器的基本参数
  2 电容量:通常以120Hz下数字电桥测定的数值为准,指电容器的大小
  2 损耗角正切值:通常以120Hz下数字电桥测定的数值为准,指在规定频率的正弦电压下,通过电容器的有功功率跟无功功率的比值。
  2 工作电压(WV):工作电压(working voltage)简称WV,为绝对安全值;若是surge voltage(简称SV或Vs),就是涌浪电压或崩溃电压;,超过这个电压值电容会爆!根据国际IEC 384-4规定,低於315V时,Vs=1.15×Vr,高於315V时,Vs=1.1×Vr。Vs是涌浪电压,Vr是额定电压(rated voltage)。
  2 绝缘电阻:绝缘电阻则是电容器隔离直流作用的数值化表征,希望电容器的绝缘电阻越高越好。在电解电容,这个参数一般用漏电流来表征。漏电流的计算公式是I=KCV,K 是系数,不同品种的电容有不同的系数,象CD11是0.03或0.02,而CD110是0.01。该公式得出的数值单位为μA
  2 ESR:串联等效电阻,包括引线和铝箔的接触电阻、电解液的电阻等
  2 其他参数:击穿电压、允许通过的最大纹波电流、使用的温度范围、温度系数、频率特性等。在此不一一细讲。
  4、 电容器的分类
  根据介质的不同,同时结合实际应用中的具体情况,我们把电容器简单分为三类
  第一类:电解类
  电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等阀金属的表面采用阳极氧化法生成一薄层氧化物作为电介质,以电解质作为阴极而构成的电容器。目前最常用的电解电容有铝电解和钽电解。
  广义上讲,电解质包括电解液、二氧化锰、有机半导体TCNQ、导体聚合物(PPy、PEDT)、凝胶电解质PEO等。后面的几种是目前比较尖端的电容器。
  注意:电解质和电介质的不同。

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