Chemistry essay(emergency edition)
大一(3)班
林昊波孙鹏
History of battery
1746年，莱顿大学的马森布罗克发明了收集电荷的“莱顿瓶”，并得出结论：把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来。1786年，伏打受到伽伐尼青蛙实验的启发而发明了电池，即两种不同的金属中间以导电的物质隔开，再以导线连结，就会产生电流。1800年，他用铜、锡、食盐水为材料成功地制造了伏打电池。
莱顿瓶伽伐尼青蛙实验伏打电池
1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良，解决了电池极化问题，制造出第一个不极化，能保持平衡电流的锌─铜电池，又称“丹尼尔电池”。此后，又陆续有去极化效果更好的“本生电池”和“格罗夫电池”等问世。1860年，法国的普朗泰发明出蓄电池。同年，法国的雷克兰士(GeorgeLeclanche)发明了世界广受使用的电池（碳锌电池）的前身，一直到1880年才被改进的“干电池”取代。
本生电池丹尼尔电池雷克兰士发明的电池最早的干电池
1887年，英国人赫勒森发明了最早的干电池。1890年Thomas
Edison 发明可充电的铁镍电池。1896年在美国批量生产干电池。
1896年发明D型电池。1899年Waldmar Jungner 发明镍镉电池.
1910年可充电的铁镍电池商业化产1914年Thomas Edison 发明
碱性电池. 1949年Lew Urry (Energizer) 开发出小型碱性电池。
镍镉电池镍镉蓄电池太阳能电池板
1954年Gerald Pearson, Calvin Fuller and Daryl Chapin 开发出太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。以光电效应工作的薄膜式太阳能电池为主流，而以光化学效应工作的湿式太阳能电池则还处于萌芽阶段。1976年Philips Research 的科学家发明镍氢电池. 1980前后开发出稳定的用于镍氢电池的合金。
1955年,w·托马斯·格拉布,一个化学家工作的通用电
气公司(GE),修改原始的燃料电池设计通过使用磺化聚
苯乙烯离子交换膜作为电解质。燃料电池是一种通过
燃料与氧气或另一个氧化剂反应将化学能转化为电能
的设备。氢是最常见的燃料,但碳氢化合物如天然气和
醇像甲醇有时也被使用。燃料电池不同于电池,因为它
们需要源源不断的燃料和氧气来运行,但只要提供这
些输入他们就可以不断发电。
1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金
属锂作为负极材料，制成首个锂电池。1991年索尼公司发布首个商
用锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本电脑等便
携式电子设备重量和体积大大减小。使用时间大大延长。由于锂离
子电池中不含有重金属镉，与镍镉电池相比，大大减少了对环境的
污染。
Battery of new generation
现代技术也推动了电池的进化，随着制作工艺、储能机理的更新和应用，电池已经不单单是以电作为惟一的能量储存形式。
Nanocrystalline solar cell
纳米TiO2晶体化学能太阳能电池的优点在于它廉价的成
本和简单的工艺及稳定的性能。其光电效率稳定在10％
以上，制作成本仅为硅太阳电池的1/5～1/10．寿命能达
到2O年以上。
Nanowire battery
斯坦福大学的研究人员已经发现了一种方法来使用硅纳米线给锂离子电池充电。这项新技术,可以让锂是存储在像森林的微小硅纳米线,每个的直径是一张纸厚度的一千分之一。纳米线夸大他们的正常大小的四倍,它吸收了锂。但是,不像其他形状的硅,他们不会断裂。纳米线电池仍在进行细化,向公众销售定于2013年。这项技术利用位于负电压电池的两端连接在一个billionth-of-a-meter规模的硅纳米线。在材料科学的进步增加了8到10倍的存储密度,它有更快的充电率是因为增加的表面区域的纳米线和由于使用硅的化学结构。
扫描电子显微镜拍摄的硅纳米线(左)和之后之前(右)吸收锂的照片。照片拍摄都在同一处放大。详细描述了这项“使用硅纳米线的高性能锂电池阳极”的工作
赖斯大学的研究成果：左图中黑点是一个超薄
盘包含成千上万的独立纳米线的电池，每一个
配有自己的阳极、阴极、凝胶状电解质涂层
能源部下属的劳伦斯伯克利实验室材料科学分部的杨培东（音译）领导的科研团队利用以溶液为基础的阳离子交换化学技术，制造出了高质量的以半导体硫化镉为核、硫化铜为壳的核/壳纳米线太阳能电池。使用的湿法化学方法能获得品质更高、长度更长的纳米线，新生成的单晶硫化镉纳米线的直径介于100纳米到400纳米之间，长达50毫米。这种廉价且易制造的电池的开路电压和填充值（这两者共同决定太阳能电池能产生的最大能量）都高于传统的平板太阳能电池，而且其能源转化效率为5.4%，可与传统太阳能电池相媲美。
Atomic battery
又称同位素电池，利用放射性同位素衰变放出载能粒子(如α粒子、β粒子和γ射线)并将其能量转换为电能的装置。核电池可分为高压型(几百至几千V)和低压型(几十mV—1V 左右)两类按能量转换机制,它可分为直接转换式和间接转换式。目前应用最广泛的是温差式核电池和热机转换核电池。由于其具有体积小、重量轻和寿命长的特点,而且其能量大小、速度
不受外界环境的温度、化学反应、压力、电磁场等影
响,因此,它可以在很大的温度范围和恶劣的环境中工
作。
美国密苏里大学计算机工程系教授权载完(音)的教授
组研发出的核电池只是略大于1美分硬币(直径1.95厘
米，厚1.55毫米)，但电力是普通化学电池的100万倍，
为微型或纳米级机电系统找到足够小的能量来源装置。
核电池提供电能的同位素工作时间非常长，甚至可能
达到5000年。
Carbon nanotubes solid capacitor
电池容量大，充放电比较慢；电容器充放电比
电池快，但容量小。这种新型固态电容器里面
使用了大量的单壁碳纳米管，上面覆盖有作为
介电质层的氧化铝层和作为辅助电极的氧化
锌层。这一束束的纳米管负责为电容提供巨大
的表面积用于储存电子，与纳米管丛林相连的
金属层则负责传输电子。
这种电容的优点在于其稳定，并且它可大可
小：小到可以做微型机器人、植入体的电池，
大到当做电动汽车的电池。由于它的状态稳
定，甚至可以填充在车架内部，节省空间的
同时扩大电池的储电量。
Capacitor and battery
电容和电池一样，都是电气元件，而且都是储能元件，常见的电容是两个金属电极用绝缘材料隔开，再加以保护外壳的结构，电解电容也有电解液，一般电容用作耦合、滤波、退偶等，都是作为“瞬间供电”使用，所以提供的能量不是很大，所以要求电容存储的电能也不多。电池也是两个电极，但通常都有大量的电化学材料，充电时把电能转成化学能存储，放电时化学能转化成电能。电池和电容的特性有点接近。
主要区别在于：
1.电池存储的电能很多，电容存储的少。
2.电池比较慢，电容充电很快。
3.大部分电容可大电流充电，但电池比较少见大电流充电的。
随着电子技术的发展，现在电容的容量越做也大，在很多地方逐步代替了电池，比如现在自动冲水的水龙头很多都用超级电容来代替电池，还有实时时钟电路（大部分耗电在微安级的）
很多也都用超级电容代替电池，去年中国也研制了用于汽车供电的超级电容，代替电池给汽车发动机供电。
Electrochemical capacitor
超级电容又叫作电化学电容器，是一种介于电容器和电池之间的新型储能器件。与传统的电容器相比，超级电容具有更高的比容量。与电池相比，具有更高的比功率，可瞬间释放大电流，充电时间短，充电效率高，循环使用寿命长，无记忆效应和基本免维护等优点。因此它在移动通讯，消费电子，电动交通工具，航空航天等领域具有很大的潜在应用价值。
本身具有快速充电的更能，可以用在一些需要快速充电的产品中，比如电动车，手电筒等等；大电流放电的功能可以使超级电容使用在电动工具，汽车启动上；对弱电流灵敏度高，充电快的性能决定超级电容可以使用在太阳能光伏等产品中。这样说吧，只要在有电源的地方超级电容都有可能使用，这需要根据超级电容本身的特点。
Electrical double-layer capacitor
超级电容器是利用双电层原理的电容器。当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。当两极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时，电解液界面上电荷不会脱离电解液，超级电容器为正常工作状态（通常为3V以下），如电容器两端电压超过电解液的氧化还原电极电位时，电解液将分解，为非正常状态。由于随着超级电容器放电，正、负极板上的电荷被外电路泄放，电解液的界面上的电荷响应减少。由此可以看出：超级电容器的充放电过程始终是物理过程，没有化学反应。因此性能是稳定的，与利用化学反应的蓄电池是不同的。
其应用的电极材料有：
1.活性碳电极材料，采用了高比表面积的活性炭材料经过成型制备电极。
2.碳纤维电极材料，采用活性炭纤维成形材料，如布、毡等经过增强，喷涂或熔融金属增强其导电性制备电极。
3.碳气凝胶电极材料，采用前驱材料制备凝胶，经过炭化活化得到电极材料。
4.碳纳米管电极材料，碳纳米管具有极好的中孔性能和导电性，采用高比表面积的碳纳米管材料，可以制得非常优良的超级电容器电极。
以上电极材料可以制成：
1.平板型超级电容器，在扣式体系中多采用平板状和圆片状的电极，另外也有Econd 公司产品为典型代表的多层叠片串联组合而成的高压超级电容器，可以达到300V以上的工作电压。
2.绕卷型溶剂电容器，采用电极材料涂覆在集流体上，经过绕制得到，这类电容器通常具有更大的电容量和更高的功率密度。
The diffuse double layer
单个电极受电源影响选择吸附某种电性的离子：吸附正电荷离子胶粒带正电，吸附负电荷离子带负电，由于整个溶液需维持电中性，因此还应有等量的反离子存在(带相反电荷的离子)。反离子在溶液中受到两个方向相反的作用：1.电极表面被吸附的离子的引力，力图将它们拉向电极；2.离子本身的热运动，使它离开接口而扩散到溶液中去，其结果会使反离子在电极表面外呈平衡分布：靠近界面处反离子浓度大些；随着与接口距离的增大，反离子由多到少，形成扩散分布。如此一来，电极周围分别有相同与相反的电荷包围，以负极为例，其外围将吸附一层高电荷密度的正电荷离子，并参杂少数负电荷离子，此层称为固定层；固定层以外，愈往外拉大距离，正电荷将逐渐减少，负电荷则持续增加，直到接口负电荷电力所不及处，正负电荷两者所构成的净电位为零，这个区域称为扩散层；此二层称为Gouy-Chapman双电层或diffuse electric double layer(中译为扩散电双层、电双层或扩散双电层)。
Constraint capacitor
赝电容，也称法拉第准电容，是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度可逆的化学吸附，脱附或氧化，还原反应，产生和电极充电电位有关的电容。赝电容不仅在电极表面，而且可在整个电极内部产生，因而可获得比双电层电容更高的电容量和能量密度。在相同电极面积的情况下，赝电容可以是双电层电容量的10～100倍。
目前赝电容电极材料主要为一些金属氧化物和导电聚合物。目前对金属氧化物电极电化学电容器所用电极材料的研究，主要是一些过渡金属氧化物，如a—MnO2‘nH20、a—V205?nH20、a—RuO2?nH20、IrO2、Ni0 、H3PM ol2040‘nH20、W 03、Pb02、Co304、SrRuO3等，另外还有发展金属的氮化物y-M~N作电极材料。金属氧化物基电容器目前研究最为成功的电极材料主要是氧化钌，由于贵金属的资源有限，价格过高将限制对它的使用，对于金属氧化物电容器的研究主要在于降低材料的成本，寻找较廉价的材料。
按电解液溶剂类型可以分为：
1.水溶液电解溶液
2.有机物电解溶液
按电解液酸碱类型可以分为：
1.酸性电解质，多采用36%的H2SO4水溶液作为电解质。
2.碱性电解质，通常采用KOH、NaOH等强碱作为电解质，水作为溶剂。
3.中性电解质，通常采用KCl、NaCl等盐作为电解质，水作为溶剂，多用于氧化锰电极材料的电解液。
通常采用LiClO4为典型代表的锂盐、TEABF4作为典型代表的季胺盐等作为电解质，有机溶剂如PC、ACN、GBL、THL等有机溶剂作为溶剂，电解质在溶剂中接近饱和溶解度。
Underpotential Deposition
一种金属可在比其热力学可逆电位正的电位下沉积在另一基体上的现象，是一个与电极/溶
液结构密切相关的重要的电化学现象。
目前认为，当沉积原子M与局外基体原子S的作用能ψM-S大于沉积原子之间的作用能ψM-M时，将出现沉积。也就是说：只有当功函较小的金属向功函较大的金属沉积时，才有可能发生欠电位沉积。例如，由于Cu的功函比Au的功函小，所以Cu能够在Au 电极表面形成欠电位沉积单层，而Au在Cu电极上沉积过程中，则不会发生欠电位沉积。人们认为之所以形成欠电位沉积单层，是由于沉积金属原子与基底金属原子之间的相互作用大于沉积金属原子之间的相互作用。
由于单层原子与基底之间很强的相互作用力导致了欠电位区单层沉积层的形成；另外，金属单层均匀的分布在基底上，并不生长在基底的活性位上，而且结构与基底密切相关。
電容器選用的基本知識（上） 文/唐凌 在一般電子電路中，尤其是與Hi-Fi有關的各種電路包括HFIFAF 電容器使用的頻度，大致上僅次於電阻器然電阻器使用雖多，而其作用特性種類卻遠較電容器為單純，因為在一張線路圖上，我們常常可以看到有關電阻規格的說明是除特別說明外一律用碳膜1/2瓦，而電容器就沒有那麼方便了。 因為電容器的規格，除了電壓容量之外還有因結構不同而產生的種種形體及特性上的差異，若有選用錯誤，不僅電路不能工作，甚至於將發生危險包括損及其他零件和人體等本文擬就以業餘者為對象，敘述一般電容器的選用常識，因編幅有限，是特將其較實用者優先論述。 一電子電路中的電容器 電容器的基本作用就是充電與放電，但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現象，使得電容器有著種種不同的用途，例如在電動馬達中，我們用它來產生相移，在照相閃光燈中，用它來產生高能量的瞬間放電等等，而在電子電路中，電容器不同性質的用途尤多，這許多不同的用途，雖然也有截然不同之處，但因其作用均係來自充電與放電，所以，在不同用途之間，亦難免有其共同之處，例如傍路電容實際上亦可稱為平滑濾波電容，端看從哪一個角度來解釋。 以下係就一般習慣的稱呼做為分類，來說明電容器在不同電路中的作用和基本要求。 1.1直流充放電電容 電容器的基本作用既是充電和放電，於是直接利用此充電和放電的功能便是電容器的主要用途之一。 在此用途中的電容器，有如蓄電池和飛輪一般的功能，在供給能量高於需求時即予吸收並儲存，而當供給能量低於需求或沒有能量供給時，此儲存的能量即可放出電容器充放電的作用與
電池充放電的作用不一樣，電池不管在充電或放電時，所需之作用時間均較長，因此，它無法在瞬間吸收大量的電能，也無法在瞬間放出大量的電能。 圖1-1是常見的整 流電路，圖中二極 體僅導通下半週 的電流，在導通期 間把電能儲存於 電容器上，在負半 週時，二極體不導 電，此時負載所需 的電能唯賴電容 器供給。 在此電路中，你可能想到，電容器在正半週所充之電能是否足夠維持到負半迵使用關於這個問題，有三個因素來決定 1.交流電在正半週時能否充份供應所需能量 2.電容器在正半週的充電期間，是否能夠儲存充份的能量 3.負載所需的平均電能是多少。 以上三個因素之中，1.2.數字若很大，而3.的需求則很小，即使在理論上亦無法獲得純粹的直流，因為電容器並非在正半週的全部時間都在充電，而只是在正半週的電壓高於電容器既有的電壓時，才有充電的作用在電容器不接負載時漏電流亦不計，其充電的時間只是正半週的前四分之一週電壓上升時及至電壓上升到峰值後，第二個正半週就不再充電了當電容器接上負之後，開始放電，在不充電的時間內，放去了多少電能，在充電時才能回多少電能，正是因為這樣，所以紋波是無法等於零的。 通常的整流充放電電路，都是在交流接近峰值的極短時間內充電，然後做穩定的如前級放大器或不穩定的如B類放大器放電，而放電之量亦僅佔總電容量極小的部份但也有少數電路中的電容是做長時間緩慢充電而後在瞬間大量放電的，這類電路例如照相用之閃光電路和點銲機中之放電電路等，其電容所要求的特性自與一般整流用電容不一樣。 1.2電源平滑濾波及反交連電容
电容器电容·典型例题解析 【例1】有一个电容器原来已带电，如果使它的电量增加4×10-8 C，两极板间的电势差增加20V，这个电容器的电容为多大？ 点拨：电容器的电容C与带电量Q和两极板间的电势差U都无关，由电容器本身的特性决定，而其电量与两极板间电势差成正比．因此， 【例2】平行板电容器的电容，在下述几种情况下，怎样变化？ (1)两板正对面积减少一半；(2)两板间的距离缩短一半； (3)极板上的电量增加一倍；(4)加在两板间的电压降低一半； (5)把空气电容器浸在油里；(6)两板带电的种类互换． 解析：(1)平行板电容器的电容跟两板的正对面积成正比，正对面积减少一半时，它的电容也减少一半．(2)平行板电容器的电容跟两板间的距离成正比，两板间距离缩短一半时，它的电容将增大一倍．(3)电容器的电容跟它所带电量的多少无关．因此，极板上的电量虽然增加一倍，但它的电容不变；(4)电容器的电容跟两极板间电压的大小无关，两极板的电压虽然降低一半，但它的电容不变．(5)平行板电容器的电容跟介电常数成正比，油的介电常数比空气的介电常数大．因此，把空气电容器浸在油里，它的电容将增大．(6)电容器的电容跟它所带电量无关，两板带电的种类互换后，它的电容不变． 点拨：弄清平行板电容器的电容与哪些因素有关，有什么关系，与哪些因素无关．是回答电容器电容如何变化这类问题的关键． 【例3】一平行板电容器，充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一正电荷，电量足够小，固定在P点．如图14－96所示，以E表示两极板间的场强，U表示电容器的电压，ε表示正电荷在P点的电势能，若保持负极板不动，将正极板移到图中虚线位置，则： A．U变小，ε不变 B．E变大，ε变大 C．U变大，ε不变 D．U不变，ε不变 点拨：电容器充电后与电源断开，极板上电量将不变，利用前面问题讨论中的结论易分析得出结果．参考答案：C 【例4】如图14－97所示，平行金属板A、B组成的电容器，充电后与静电计相连，要使静电计指针角变大，下列措施中可行的是 A．将A板向上移动B．将B板向右移动C．使A、B之间充满电介质 D．使A板放走部分电荷 点拨：静电计指针偏角大小反映电容器两极板间的电势差大小，要使静电计指针角变大，就得分析哪些方法使A、B间电势差变大的． 参考答案：AB 跟踪反馈 1．要使平行板电容器两极板间的电势差加倍，同时极板间的场强减半，可采用A．两板电量加倍，距离为原来的4倍B．两板电量加倍，距离为原来的2倍 C．两板电量减半，距离为原来的4倍D．两板电量减半，距离为原来的2倍 2．如图14－98所示，对于给定的电容器在描述其电量Q、电压U、电容C之间关系的四个图中，正确的是 3．一个空气平行板电容器，极板间正对面积为S，板间距为d，充以电量Q后两板间电
电容 电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面。用C表示电容，电容单位有法拉（F）、微法拉（uF)、皮法拉（pF),1F=10^6uF=10^12pF 一、电容器的型号命名方法 国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。 第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。 第二部分：材料，用字母表示。 第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。 第四部分：序号，用数字表示。 用字母表示产品的材料：A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I- 玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介 二、电容器的分类 1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。 2、按电解质分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介 质电容器等。 3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型 电容器。 4、频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容 器。
5、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。 6、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。 7、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。 8、高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。 9、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容 器。 10、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。 三、常用电容器 1、铝电解电容器 用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成，薄的化氧化膜作介质的电容器.因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性. 容量大，能耐受大的脉动电流，容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波。 电容量：0.47--10000u 额定电压：6.3--450V 主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大 应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等 2、钽电解电容器（CA）铌电解电容（CN） 用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差，若损坏易呈短路状态超小型高可靠机件中。 电容量：0.1--1000u 额定电压：6.3--125V
电容参数：X5R，X7R，Y5V，COG 详解 在我们选择无极性电容式，不知道大家是否有注意到电容的X5R，X7R，Y5V，COG等等看上去很奇怪的参数，有些摸不着头脑，本人特意为此查阅了相关的文献，现在翻译出来奉献给大家。 这类参数描述了电容采用的电介质材料类别，温度特性以及误差等参数，不同的值也对应着一定的电容容量的范围。具体来说，就是： X7R常用于容量为3300pF~0.33uF的电容，这类电容适用于滤波，耦合等场合，电介质常数比较大，当温度从0°C 变化为70°C时，电容容量的变化为±15%； Y5P与Y5V常用于容量为150pF~2nF的电容，温度范围比较宽，随着温度变化，电容容量变化范围为±10%或者 +22%/-82%。 对于其他的编码与温度特性的关系，大家可以参考表4-1。例如，X5R的意思就是该电容的正常工作温度为 -55°C~+85°C，对应的电容容量变化为±15%。 表4-1 电容的温度与容量误差编码 下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是AVX公司的命名方法，其他公司的产品请参照该公司的产品手册。 NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在
使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。 一、NPO电容器 NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%， 相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO 电容器可选取的容量范围。 NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。 二 X7R电容器 X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。 X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。 X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。下表给出了X7R电容器可选取的容量范围。 三 Z5U电容器 Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。 尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。下表给出了Z5U电容器的取值范围。 Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围+10℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---- -56% 介质损耗最大 4% 四 Y5V电容器 Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。 Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。 Y5V电容器的取值范围如下表所示 Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 -30℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---- -82% 介质损耗最大 5% 贴片电容器命名方法可到AVX网站上找到。 NPO,X7R及Y5V电容的特性及主要用途 NPO的特性及主要用途 属1类陶瓷介质，电气性能稳定，基本上不随时间、温度、电压变化，适用于高可靠、高稳定的高额、特高频场合。特性： 电容范围 1pF～0.1uF (1±0.2V rms 1MHz) 环境温度： -55℃～+125℃ 组别：CG 温度特性：0±30ppm/℃ 损耗角正切值： 15x10-4 绝缘电阻：≥10GΩ 抗电强度： 2.5倍额定电压 5秒浪涌电流：≤50毫安
电容器、电容典型例题 【例1】一个平行板电容器，使它每板电量从Q1=30×10-6C增加到Q2=36×10-6C时，两板间的电势差从U1=10V增加到U2=12V，这个电容器的电容量多大？如要使两极电势差从10V降为U2'=6V，则每板需减少多少电量． [分析] 直接根据电容的定义即可计算． [解] 电量的增加量和电势差的增加量分别为 △Q=Q2—Q1=36×10-6C—30×10-6C=6×10-6C， △U=U2－U1=12V－10V=2V． 根据电容的定义，它等于每增加 1V电势差所需增加的电量，即 要求两极板间电势差降为6V，则每板应减少的电量为 △Q′=C△U′=3×10-6×（10—6）C=12×10-6C． [说明] （1）电势差降为 6V时，每板的带电量为 Q′2=Q1－△Q′= 30×10-6C－12×10-6C=18×10-6C．
（2）由题中数据可知，电容器每板带电量与两板间电势差的比恒定，即 【例2】一平行板电容器的电容量为C，充电后与电源断开，此时板上带电量为Q，两板间电势差为U，板间场强为E．现保持间距不变使两板错开一半（图1），则下列各量的变化是：电容量C′=______，带电量Q′=______，电势差U′=______，板间场强E′______． [分析] 电容器的电容量由板间介质特性及几何尺寸决定．介质与间距不变，正对面积减为原来的一半，电容量也减为原来的一半，即 切断电源后，板上电量不变，Q′=Q． 由电容定义得两板间电势差
根据电势差与场强的关系，得板间场强 [说明] 板上电量不变，错开后的正对面积变小，板上相对部分电荷的密度增加，即板间电场线变密，如图2所示，分析平行板电容器的问题中，借助电场线，可得到形象化的启发． 【例3】如图1所示，把一个平行板电容器接在电压U=10V的电源上．现进行下列四步动作： 金属板；（3）打开S；（4）抽出金属板．则此时电容器两板间电势差为 [ ]
电容器是电子设备中常用的电子元件，下面对几种常用电容器的结构和特点作以简要介绍，以供大家参考。 1铝电解电容器： 它是由铝圆筒做负极、里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带做正极制成。还需经直流电压处理，做正极的片上形成一层氧化膜做介质。其特点是容量大、但是漏电大、稳定性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。 2钽铌电解电容器 它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。其特点是：体积小、容量大、性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好，用在要求较高的设备中。 3瓷电容器 用瓷做介质。在瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成。其特点是：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。铁电瓷电容容量较大，但损耗和温度系数较大，适用于低频电路。 4云母电容器： 用金属箔或在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。其特点是：介质损耗小、绝缘电阻大。温度系数小，适用于高频电路。 5薄膜电容器
结构相同于纸介电容器，介质是涤纶或聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介质常数较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。 6纸介电容器 用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是固有电感和损耗比较大，适用于低频电路。 7金属化纸介电容器 结构基本相同于纸介电容器，它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代金属箔，体积小、容里较大，一般用于低频电路。 8油浸纸介电容器 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强其耐压。其特点是电容量大、耐压高，但体积较大。此外，在实际应用中，第一要根据不同的用途选择不同类型的电容器;第二要考虑到电容器的标称容量，允许误差、耐压值、漏电电阻等技术参数;第三对于有正、负极性的电解电容器来说，正、负极在焊接时不要接反。
钽电容选型介绍及外形尺寸 | | 2010年08月23日 | [字体：小大] | 点击推荐给好友 关键词：钽电容 一、钽电容介绍 钽电容是由稀有金属钽加工而成，先把钽磨成微细粉，再与其它的介质一起经烧结而成。目前的工艺有干粉成型法和湿粉成型法两种。钽电容由于金属钽的固有本性，具有稳定好、不随环境的变化而改变、能做到容值很大等特点，在某些方面具有陶瓷电容不可比较的一些特性，因此在很多无法使用陶瓷电容的电路上钽电容被广泛采用。 目前全球主要有以下几个品牌的钽电容：AVX、KEMET、VISHAY、NEC，其中AVX 和VISHAY的产量最大，而且质量最好。 二、钽电容技术规格和选型（以VISHAY和AVX为例说明） （一）VISHAY 1、型号表示方法 293D 107 X9 010 D 2 W ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ① 表示系列，VISHAY有293D和593D两个系列，293D表示普通钽电容，593D 表示的是低阻抗钽电容，直流电阻小于1欧，一般在100毫欧到500毫欧之间。 ② 表示电容的容量，范围从0.1UF----680UF ③ 表示容量误差，钽电容的容量误差有两种：一是±10%（K）和±20%（M） ④ 表示电容的耐压，指在85℃时额定直流电压，钽电容的耐压范围从4V---50V ⑤ 表示钽电容的尺寸大小，有A、B、C、D、E、P五种尺寸 ⑥ 表示电容的焊点材料，一般是镍银，和钯银 ⑦ 表示包装方式，有两种包装方式，7寸盘和13寸盘
2、外形尺寸 3、容量与电压和尺寸的范围关系表 293D普通系列 593D低阻系列（通用低阻钽电容为100UF----470UF）
电容器各种型号标准 电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。定义1:电容器，顾名思义，是'装电的容器'，是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。定义2:电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。 电容与电容器不同。电容为基本物理量，符号C，单位为F(法拉)。 通用公式C=Q/U平行板电容器专用公式:板间电场强度E=U/d ，电容器电容决定式C=εS/4πkd 基本介绍 一．电热电容器型号： RFM0.375-300-1S RFM0.375-500-1S RFM0.375-600-1S RFM0.375-250-2.5S RFM0.375-500-2.5S RFM0.375-750-2.5S RFM0.375-850-2.5S RFM0.375-1000-2.5S RFM0.375-260-4S
RFM0.375-360-4S RFM0.375-720-4S RFM0.375-320-8S RFM0.375-500-1S RFM0.5-500-1S RFM0.5-1070-1S RFM05-250-2.5S RFM0.5-500-2.5S RFM0.55-1000-2.5S RFM0.75-750-0.5S RFM0.75-1000-0.5S RFM0.75-360-1S RFM0.75-720-1S RFM0.75-1000-1S RFM0.75-1000-1S(II型) RFM0.75-1500-1S RFM0.75-2000-1S RFM0.75-500-2S RFM0.75-1000-2S RFM0.75-1500-2S RFM0.75-500-2.5S RFM0.75-1000-2.5S RFM0.75-1500-2.5S RFM0.75-1800-2.5S RFM0.75-260-4S RFM0.75-560-4S RFM0.75-640-4S RFM0.75-1000-4S RFM0.75-1250-4S RFM0.75-1500-4S RFM0.75-1000-6S RFM0.75-320-8S RFM0.75-640-8S RFM0.75-720-8S RFM0.75-1000-8S RFM1-1000-0.5S RFM1-360-1S RFM1-720-1S RFM1-1000-1S RFM1.2-1000-0.5S RFM1.2-1500-0.5S RFM1.2-2000-0.5S RFM1.2-750-1S RFM1.2-1000-1S RFM1.2-1500-1S RFM1.2-2000-1S RFM1.4-1000-0.5S RFM1.4-1500-0.5S RFM1.4-2000-0.5S RFM1.5-1000-0.5S RFM1.5-1500-0.5S RFM1.5-2000-0.5S RFM1.6-1000-0.5S RFM1.6-1500-0.5S RFM1.6-2000-0.5S RFM1.8-1500-0.5S RFM1.8-1500-0.5S RFM1.8-2000-0.5S 二、高压并联电容器型号
各种电容器的分类及特点 电容器是电子设备中常用的电子元件，下面对几种常用电容器的结构和特点作以简要介绍，以供大家参考。 1．铝电解电容器： 它是由铝圆筒做负极、里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带做正极制成。还需经直流电压处理，做正极的片上形成一层氧化膜做介质。其特点是容量大、但是漏电大、稳定性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。 2．钽铌电解电容器： 它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。其特点是：体积小、容量大、性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好，用在要求较高的设备中。 3．陶瓷电容器： 用陶瓷做介质。在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成。其特点是：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但损耗和温度系数较大，适用于低频电路。 4．云母电容器： 用金属箔或在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。其特点是：介质损耗小、绝缘电阻大。温度系数小，适用于高频电路。 5.薄膜电容器： 结构相同于纸介电容器，介质是涤纶或聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介质常数较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。 6.纸介电容器： 用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是固有电感和损耗比较大，适用于低频电路。 7、金属化纸介电容器： 结构基本相同于纸介电容器，它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代金属箔，体积小、容里较大，一般用于低频电路。 8、油浸纸介电容器：
电容的基本单位是F（法），其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。由于单位F 的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。换算关系：1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。 电容的标注方法分为：直标法、色标法和数标法。对于体积比较大的电容，多采用直标法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果是5n，那就表示的是5nF。 数标法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10的多少次方。如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203表示20x10x10x10 PF。 如：“473”即47000pF=0.047μF “103”即10000pF=0.01μF等等， 一、认识电容 1F＝1，000，000uF 1uF=1,000nF 1nF=1000pF 1F=103mF=106uF=109nF=1012pF 1、在各种电子设备中，调谐、耦合、滤波、去耦、隔断直流电、旁路交流电等，都需要用到电容器。电容器通常叫做电容。电容的种类很多，按结构形式来分，有固定电容、半可变电容、可变电容。常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容、铝电解电容、钽、铌电解电容等。 2、在电路图中电容单位的标注规则。通常在容量小于10000pF的时候，用pF做单位，大于10000pF的时候，用uF做单位。为了简便起见，大于100pF而小于1uF的电容常常不注单位。没有小数点的，它的单位是pF，有小数点的，它的单位是uF。例如，3300就是3300pF，0.1就是0.1uF等。 3、电容使用常识。电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍。使用电解电容的时候，还要注意正负极不要接反。 不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。 电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实 二、电容容量的表示方法
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） ）名称：聚酯（涤纶）电容（CL） 符号： 电容量：40p--4u 额定电压：63--630V 主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差 应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路 2）名称：聚苯乙烯电容（CB） 符号： 电容量：10p--1u 额定电压：100V--30KV 主要特点：稳定，低损耗，体积较大 应用：对稳定性和损耗要求较高的电路
3）名称：聚丙烯电容（CBB） 符号： 电容量：1000p--10u 额定电压：63--2000V 主要特点：性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差 应用：代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路 4）名称：云母电容（CY） 符号： 电容量：10p--0。1u 额定电压：100V--7kV 主要特点：高稳定性，高可靠性，温度系数小 应用：高频振荡，脉冲等要求较高的电路 5）名称：高频瓷介电容（CC） 符号： 电容量：1--6800p 额定电压：63--500V 主要特点：高频损耗小，稳定性好 应用：高频电路 6）名称：低频瓷介电容（CT） 符号： 电容量：10p--4。7u 额定电压：50V--100V 主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差
一：电解电容： 1．铝电解电容：电容量：0.47--10000u / 额定电压：6.3--450V / 主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大 / 应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等 2．钽电解电容（CA）铌电解电容（CN）：电容量：0.1--1000u / 额定电压：6.3--125V / 主要特点：损耗、漏电小于铝电解电容 / 应用：在要求高的电路中代替铝电解电容 二：无极电容： 1．瓷片电容： A．低频瓷介电容（CT）: 电容量：10p--4.7u / 电压：50V--100V / 特点：体积小，价廉，损耗大， 稳定性差/ 应用：要求不高的低频电路。 B: 高频瓷介电容（CC）: 电容量：1--6800p / 额定电压：63--500V / 主要特点：高频损耗小，稳定 性好/ 应用：高频电路。 2．独石电容：容量范围：0.5PF--1UF 耐压：二倍额定电压主要特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好,温度系数很高应用范围：广泛应用于电子精密仪器,各种小 型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。 独石又叫多层瓷介电容，分两种类型，I型性能挺好，但容量小，一般小于0.2U，另一种 叫II型，容量大，但性能一般 3．CY-云母电容：电容量：10p--0。1u 额定电压：100V--7kV 主要特点：高稳定性，高可靠性，温度系数小。应用：高频振荡，脉冲等要求较高的电路 4．CI-玻璃釉电容：电容量：10p--0.1u 额定电压：63--400V 主要特点：稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）。应用：脉冲、耦合、旁路等电路 5．空气介质可变电容器：可变电容量：100--1500p 主要特点：损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等应用：电子仪器，广播电视设备薄膜介质可变 电容器可变电容量：15--550p 主要特点：体积小，重量轻；损耗比空气介质的大应用： 通讯，广播接收机等。 6．薄膜介质微调电容器：可变电容量：1--29p 主要特点：损耗较大，体积小应用：收录机，电子仪器等电路作电路补偿陶瓷介质微调电容器可变电容量：0。3--22p 主要特点：损耗较小， 体积较小应用：精密调谐的高频振荡回路。 7．CL-聚酯涤纶电容（常见绿皮封装CL11）：电容量：40p--4u 额定电压：63--630V 主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差。应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路。 CL21：金属化聚脂膜电容，红皮环氧树脂封装/或黄皮塑壳封装（外观类似CBB电容）。 CL21X/CL23/CL233X：超小型金属化聚脂膜电容，红皮、环氧树脂封装/或多色塑壳封装。8．CB/PS-聚苯乙烯电容（常见水晶封装）：电容量：10p--1u 额定电压：100V--30KV 主要特点：稳定，
电容器规格详细介绍 电容器种类: 依照主要材质特性分为电解质电容, 电解质芯片电容, 塑料薄膜电容, 陶瓷电容, 及陶瓷芯片电容等大类别. 1. 电解质电容器种类: 依照细部材质, 形状, 及功能特性可再区分为标准型 (>11mm 高度), 迷你型 (7mm高度), 超迷你型 (5mm高度), 耐高温型(105℃), 低漏电型, 迷你低漏电型 (7mm高度), 双极性型, 无极性型, 及低内阻型 (Low ESR)等. 2. 电解质芯片电容器种类: 依照细部材质, 形状, 及功能特性可再区分为标准型芯片, 耐高温型芯片 (105℃), 无极性型芯片, 及钽质芯片等. 3. 塑料薄膜电容器种类: 依照细部材质, 形状, 及功能特性可再区分为聚乙烯薄膜, 金属化聚乙烯薄膜, 聚乙脂薄膜, 聚丙烯薄膜, 直流用金属化聚丙烯薄膜, 及交流用金属化聚丙烯薄膜等. 4. 陶瓷电容器种类: 依照细部材质, 形状, 及功能特性可再区分为Class-1 (T.C. Type)温度补偿型, Class-2 (Hi-K Type)高诱电型, Class-3 (S.C. Type)半导体型等. 5. 陶瓷芯片电容种类: 依照尺寸及额定功率特性可再区分为0402, 0603, 0805, 1206等较具普遍性. 电容器主要电气规格: 1. 电容量Capacitance: 一般电解电容器的电容量范围为0.47uF-10000uF, 测试频率为120Hz. 塑料薄膜电容器的电容量范围为0.001uF-0.47uF, 测试频率为1KHz. 陶瓷电容器T/C type的电容量范围为1 pF-680pF, 测试频率为1MHz. Hi-K type的电容量范围为100pF-0.047uF, 测试频率为1KHz. S/C type的电容量范围为0.01uF-0.33uF. 2. 电容值误差Tolerance: 一般电解电容器的电容值误差范围为M 即 +/-20%, 塑料薄膜电容器为J即 +/-5%或K即 +/-10%, 或M即 +/-20%三种, 陶瓷电容器T/C type为C即 +/-0.25pF (10pF以下时), 或D即 +/-0.5pF (10pF以下时), 或J或K四种. Hi-K type 及S/C type为K或M或Z即 +80/-20%三种. 3. 损失角即D值: 一般电解电容器因为内阻较大故D值较高, 其规格视电容值高低决定, 为0.1-0.24以下. 塑料薄膜电容器则D值较低, 视其材质决定为0.001-0.01以下. 陶瓷电容器视其材质决定, Hi-K type 及S/C type为0.025以下. T/C type其规格以Q值表示需高于400-1000. (Q值相当于D值的倒数) ) 4. 温度系数Temperature Coefficient: 即为电容量受温度变化改变之比例值, 一般仅适用于陶瓷电容器. T/C type其常用代号为CH或NPO 即为 +/-60ppm, UJ即为 -750+/-120ppm, SL即为 +350+/-1000ppm. Hi-K type (Z)及S/C type (Y), 其常用代号为B (5P)即为 +/-10%, E (5U)即为
电容器的特性在电路中起到的作用 1.电容器的基本特性 (1)电容器可以储存电荷，具有隔断直流的作用 当把电容器的两个极板分别接到直流电源的正，负极上时，正负电荷就会集聚在电容器的两个电极板上，在两个极板间形成电压。随着电容器两极板上电荷的不断增加，电容器上的电压也由小逐渐增大，直到等于直流电源电压时，电路中便不会有电流流过，充电过程就停止了，这就是电容器的充电作用。如果把直流电源和电容器断开，此时电容器上便储存上了电荷，它储存的电荷量可由下式求出，即 从上式可以看出，当电容器两端的电压一定时，电容器的容量越大，它所储存的电荷量也越大。可见电容器的电容量是一个衡量电容器储存电荷本领的参数。 电容器上储存电荷后，由于电容器两极板是由绝缘介质隔开的，虽然电容器两端有电压，但电荷不能从电极间通过，所以电容器有隔断直流的作用。 如果把储存有电荷的电容器的两个电极用导线相连，在连接的瞬间，电容器极板上的正，负电荷便会通过导线中和，这就是电容器的放电作用。电容器放电的过程是一个能量释放的过程，会在放电回路中做功，把电能转换成其他式的能量。
在电子电路中使用电容器时，若电子电路上的电压高于电容器两端的电压，电容器就充电，直到电容器上建立的电压与电路的电压相等为止；如果电子电路上的电压低于电容器两端的电压，电容器则进行放电。 (2)交流电可以"通过"电容器 如果把电容器接到交流电路上，由于交流电电压的大小和方向不断变化，电容器就会交替地充电，放电反复进行，此时电容器的两极板间仍不会有电荷通过，但在交流电路中却形成了方向和大小都不停变化的交流电流，就像电容器能通过交流电一样，这就是交流可以"通过"电容器的道理。 (3)电容器的容抗 电容器对交流电有特殊的电阻特性，称为容抗。容抗可由下式算出，即 从上式不难看出，电容器的容量越大，电流的频率越高，它的容抗出就越小，交流电流越容易通过电容器。 2.电容器在电路中的作用 电容器的基本特性在电子电路中得到了非常广泛的应用，它在滤波电路，调谐电路，耦合电路，旁路电路，延时电路，整形电路等电路中均起着重要的作用。下面用两个实例来说明电容器在电路的一些作用。 [例1]来复再生两管半导体收音机 来复再生两管半导体收音机的电路如图4-3所示。电路中共用到了7个电容器，它们电路中的作用分别叙述如下：
1电容结构及模型 1.1模型 电容的基本公式是： 式(1)显示，减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。 1.2寄生参数与阻抗的频率特性 电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。
1.2.1降低去耦电容ESL的方法 去耦电容的ESL是由于内部流动的电流引起的，使用多个去耦电容并联的方式可以降低电容的ESL影响，而且将两个去耦电容以相反走向放置在一起，从而使它们的内部电流引起的磁通量相互抵消，能进一步降低ESL。（此方法适用于
任何数目的去耦电容，注意不要侵犯DELL公司的专利） 1.3不同电容的参数特性 电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，对低频信号通过较好，而对高频信号，表现出较强的电感性，阻抗较大，所以只能使用在低频滤波上。同时，大电容还可以起到局部电荷池的作用，可以减少局部干扰通过电源耦合出去。 钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。 瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。 1.4电容并联改善特性 为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图 3 是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。
1.4.1电容并联时注意封装 在为每个电容选择封装类型时必须谨慎。通常BOM表中会规定所有的无源元器件都要选用相同的尺寸，如都用0805电容。图10为三只电容并联后的阻抗与频率关系。 由于每只电容采用相同的封装，故它们的高频响应相同。实际上，这就抵消了更小电容的采用！相反，封装尺寸应该随同电容值一起微缩，见图11。 2电容器的并联和反谐振 2.1反谐振 当电容器的电容不足，或者目标阻抗以及插入损耗由于高 ESL 和 ESR 难以实现时，可能需要并联多个电容器，如图 10 所示。在这种情况下，必须注意出
表格数据说明： 一、1.65倍系数的确定根据 1、根据GB/T15576中规定，“电容器应保证在1.1倍的额定电压下长期运行，通常元器件及辅件的选择应满足1.3倍电容器额定电流条件下连续运行，但应考虑电容器最大电容量可达1.10Cn，这时电容器的最大电流可达1.43倍额定电流，则元器件及辅件的选择应满足1.43倍电容器额定电流条件下连续运行。该过电流是谐波及高至1.10Un的过电压共同作用的结果。”关于这一点，在GB 3983.1中也曾提及。 当将电容器(单元或组)接入并与别的已通电的电容器相并联时，熔断器装置会承受高幅值及高频率的过渡过电流和由此产生的热量。并且，在某些情况下电容器需要频繁投切操作，这时，就必须选择足以能承受住这些条件的熔断器。此外，熔断器应该保证其时间-电流特性满足装置在正常过载的情况下，熔芯不熔化。又根据在GB13539.2中的规定，对熔断器的时间-电流特性在电流方向允许有±10%的误差。所以，在此建议电容器容量为300kVar以下时选择电容器额定电流1.65倍的熔断器。 1.5倍系数的确定根据 当电容器组容量达到300kVar及以上时，因为容量比较大，所以其在系统中并不需要频繁的投切，此时，熔断器应能保证电容器投入时，不会因瞬间涌流过大而误动作即可。所以，
电容器容量达到300kVar及以上时，选择的熔断器额定电流为电容器额定电流的1.5倍。 二、图文分析 从下图中可以看出，以晶闸管投切为投切开关时，几乎为零涌流。接触器(天水接触器)投切时，涌流也限制在10倍电容器额定电流以内，再对比熔断器的时间—电流特性曲线(金米勒)，可以看出，金米勒熔断器满足在过渡过电流情况下不熔断这一要求。 现以50kVar电容器补偿为例：蓝线为额定电流In=72A，绿线表示过载时的电流Ir=1.43*72=103A，在这种情况下，选择100A的熔芯已经略显不足，所以，选择125A的熔芯。 图1 时间-电流曲线图 图2 接触器投切电容器涌流波形图
电容器动态问题与电势及电势能相结合 电容器动态问题与粒子受力相结合 一、 电容器、电容 1、 电容器：两个彼此绝缘又互相靠近的导体可构成一个电容器。 2、电容：1）物理意义：表示电容器容纳电荷的本领。 2）定义：电容器所带的电荷量Ｑ（一个极板所带电量的绝对值）与两个极板间的电势差Ｕ 的比值叫做电容器的电容。 3）定义式：U Q U Q C ??= =，对任何电容器都适用，对一个确定的电容 器，电容是一个确定的值，不会随电容器所带电量的变化而改变。 4）单位： 5）可类比于水桶的横截面积。 3、电容器的充放电： 充电：极板带电量Q 增加，极板间场强E 增大； 放电：极板带电量Q 减小，极板间场强E 减小； 4、常见电容器有：纸质电容器，电解电容器，可变电容器，平行板电容器。电解电容器连接时应注意其“＋”、“－”极。 二、平行板电容器 平行板电容器的电容kd s C r πε4=（平行板电容器的电容与两板正对面积成正比，与两板间距 离成反比，与介质的介电常数成正比）。是决定式，只对平行板电容器适应。 带电平行板电容器两极板间的电场可认为是匀强电场，d U E =。 三、平行板电容器动态分析 一般分两种基本情况： １、电容器两极板电势差Ｕ保持不变。即平行板电容器充电后，继续保持电容器两极板与电池两极相连接，电容器的ｄ、ｓ、ε变化时，将引起电容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ的变化。 ２、电容器的带电量Ｑ保持不变。即平行板电容器充电后，切断与电源的连接，使电容器的ｄ、ｓ、ε变化时，将引起电容器的Ｃ、Ｑ、Ｕ、Ｅ的变化。 进行讨论的物理依据主要是三个： （１）平行板电容器的电容与极板距离ｄ、正对面积Ｓ、电介质的介电常数ε间的关系：kd S C r πε4= （２）平行板电容器内部是匀强电场，d U E = S kQ r επ4= 。 （３）电容器每个极板所带电量Ｑ＝ＣＵ。 平行板电容器的电容为C ，带电量为Q ，极板间的距离为d . 在两极板间的中点放一电量很小的点电荷q .它所受的电场力的大小等于 （） A ．8kQq/d 2 B ．4kQq/d 2 C ．Qq/Cd D ．2Qq/Cd