第二章电容与电感
一、选择题
1．某电容器的电容为c，如不带电时它的电容是( )
A．0 B．C C．小于C D．大于C
2．有一电容为30μF的电容器，接到直流电源上对它充电，这时它的电容为30μF，
当它不带电时，它的电容是（）
A．0 B．15μF C．30μF D．10μF
3．下面对电容器的说确是（）
A．电容器的电容量C的大小与外加电压U成反比，与电荷量成反比
B．电容器的电容量C的大小与外加电压U的变化率成正比
C．电容器的电容量C与电容器本身的几何尺寸及介质有关
D．电容器的电容量C与所储存的电荷量成正比
4．某电容器两端电压为40V,它所带的电量为0.4C，若把它两端电压将为20V，( ) A．电容器的电容降低一半 B. 电容器的电容保持不变
C.电容器的电荷量保持不变 D .电容器的电荷量保持不变
5．有两只电容器C1＞C2，如果它们两端电压相等，则（）
Ａ．C1所带的电量较多Ｂ．C2所带的电量较多
Ｃ．它们所带的电量一样多Ｄ．无法确定带电量多少
6．如果有两个电容，所带电荷量为q1 A. C1 B. C1>C2 C. C1=C2 D. 无法确定 7．如果有两个电容，所带电荷量为q1 （） A . C1 C1=C2 D. 无法确定 8．现有一个电容器，它的电容为30微法，加在电容器两端的电压为500V，则该电容器 极板上储存的电荷量为库． A. 0.015 B. 0.01 C. 0.025 D. 0.02 9．现有一个电容器，它的电容为30微法，加在电容器两端的电压为500V，则该电容器 极板上储存的电荷量为（） A . 0.015C B. 0.01C C. 0.025C D. 0.02C 10．电容器上标有“30μF，600V”的字样，600V是指( ) A．额定电压 B．最小电压 C．平均电压 D．瞬时电压 11．电容器上标有“400μF，50V”的字样，则该电容器两端加25V电压时，其电容量 为( ) A．200μF B．400μF C．800μF D．0 12．电容量之间的换算关系是（） A. 1μF=10-3F ,1pF=10-3μF ， B. 1μF=10- 6F ,1pF=10-6μF C. 1μF=10-9F ,1pF=10-9μF D. 以上 答案都不对 13．电容器在充电过程中，充电电流逐渐 ( ) A．增大 B．减小 C．不变 D．无法确定 14．电容器在充电过程中，电流和电压的变化情况是( ) A.电流变大，电压变小 B. 电流变小，电压变小 C.电流变大，电压变大 D. 电流变小，电压变大 15．电容器充电和放电过程中，由大变小的是（） A．回路中的电流 B．电容器两端的电压 C．回路中的电流和电压 D．电容器的电容量 16．下列电容器中有正负极的是（） A．瓷电容器 B．纸质电容器 C．电解电容器 D．可变电容器 17．电解电容器在使用时，下面正确的是（） A．电解电容器有极性，使用时应负极接低电位，正极接高电位 B．电解电容器有极性，使用时应负极接高电位，正极接低电位 C．电解电容器与一般电容器相同，使用不用考虑极性 D．电容器在交．直流电路中均可使用 18．照相机上的闪光灯是利用电容器的_____工作的。（） A．充电 B．放电 C．充、放电D．容量不变的特性 19．用万用表的电阻档（R×1K）对10μF的电解电容进行质量检测时，如果指针根 本不偏转，则说明电容器部可能（） A．短路 B．断路 C．断路或短路 D．无法确定 20．万用表测电容器质量时，如果指针偏转到零欧姆之后不再回去，说明（） A．电容器部短路 B．电容器部断路 C．较小容量电容D．正常 21.将万用表的表笔分别与电容器的两端相连，检测电容器的质量，若表针回不到起始位置，停在标度盘右方某处，说明电容器（） A．漏电 B.断路 C.质量好 D.短路22．用万用表检测一只200μF的电容器质量，用表笔分别接触其两根引线，最终发现表针距电流标尺零点位置较远，则表示电容（） A．正常 B．质量较好 C．漏电严重 D．无法判断 23.用万用表测电容器的质量时，如果指针根本不偏转，说明故障错误的是（） A．电容器部短路 B.电容器部断路 C.较小的电容 D.电容器部开路 24.用万用表检测较大容量的电容器的质量，应选用（） A．R×1或R×10档 B. R×10或R×100档 C. R×100或R×1K档 D. R×10或R×10K档 25.关于较大容量电容器的质量检测，下列说法不正确的是（） A．用万用表的R×100Ω档或R×1KΩ档 B．指针向右偏转，最终稳定在零欧姆位置，则说明质量好； C．指针向右偏转一定角度，并很快回到接近于起始位置的地方，则说明质量好； D．测量是利用电容器的充放电现象。 26．磁感线上任意一点的_____方向，就是该点的磁场方向（） A．指向N极 B．切线 C．直线 D．平行线 27．磁感线的疏密程度反映了磁场的强弱，越密的地方表示磁场（）A．越强 B．越弱 C．越均匀 D．越小 28．电感线圈中产生的自感电动势总是( ) A．与线圈的原电流方向相同 B．与线圈的原电流方向相反 C．阻碍线圈原电流的变化 D．上面三种说法都不正确 29.磁感线是（） A.互不相交的闭合曲线 B.互不相交的不闭合曲线 C.总是由N 极指向S 极 D.可能相交的闭合曲线 30.如图所示，下列磁体周围磁场分布正确的是（ ） S N S S N S A B C D 31．条形磁铁磁感应强度最强的位置是（ ） A ．磁铁两极 B ．磁铁中心点 C ．闭合磁力线中间位置 D ．磁力线交汇处 32．磁通的单位是（ ） A ．安/米 B ．安米 C ．韦伯 D ．特斯拉 33.描述磁场在某一区域分布情况的物理量是（ ） A.磁感应强度 B.磁通量 C.磁导率 D.电感 34.磁感应强度的单位是（ ） A.韦伯（wb ） B.特斯拉（T ） C.亨/米（H/m ） D.亨（H ） 35．判断电流产生的磁场用（ ） A ．左手定则 B ．右手定则 C ．楞次定律 D ．安培定则 36.有一小段通电导线长1cm ，电流强度为5A ，把它垂直磁场置入磁场中某点，受到的安培力为0.1N ，则该点的磁感应强度（ ） A ．B=2T B ．B≤2T C．B≥2T D.以上情况都有可能 37.如图所示，通电螺线管的小磁针静止时，小磁针指向不正确的是（ ） A.a B.b C.c D.d N N N a c A 37题图 42题图 38．左手定则可以判断通电导体在磁场中（ ） A ．受力大小 B ．受力方向 C ．运动方向 D ．运动速度 39．某导体垂直于磁场方向放置，已知导体长度为2m ，导体中的电流为2A ，磁感应强度为0.5T ，则导体在磁场中所手的力大小为（ ） A ．0.5N B ．1N C ．2N D ．4N 40.若一通电直导体在匀强磁场中受到的磁场力为最大，这时通电直导体与磁力线的夹角为（ ） A.0° B.90° C.30° D.60° 41.电流方向相同的两根平行载流导线（ ） A.互相排斥 B.互相吸引 C.无相互作用 D.无法确定其相互作用 42.如图所示，磁极中间通电直导体A 的受力方向为（ ） A.垂直向上 B.垂直向下 C.水平向左 D.水平向右 43．下列现象，属于电磁感应现象的是（ ） A ．磁场对电流产生作用力 B ．变化的磁场使闭合电路中产生电流 C ．电流周围产生磁场 D ．原来没有磁性的物质有了磁性 44．关于感应电流正确的表述是（ ） A ．只要闭和电路有磁通量，则该电路中就一定有感应电流 B ．如果线圈不闭和即使穿过线圈的磁通量发生变化，线圈也有感应电流 C ．只要闭和电路中的一部分导体在磁场中运动，电路中就有感应电流 D ．只要穿过闭和电路中的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流 45．电磁感应定律可以表述为：闭合电路中感应电动势的大小 ( ) A ．跟穿过这一闭合电路的磁通量变化率成正比 B ．跟穿过这一闭合电路的磁通量成正比 C ．跟穿过这一闭合电路的磁感应强度成正比 D ．跟穿过这一闭合电路的磁通量变化量成正比 46.如图所示电磁铁，闭合开关S ，小磁针静止时左端应为（ ），当RP 的触点向右滑动时，电磁铁的磁性（ ） A ．S 极 ，减弱 B.N 极 ，减弱 C.S 极，增强 D.N 极，增强 I 46题图 47题图 47.如图示，在一长直导线有电流I ，线框abcd 在纸面向右平移，线框（ ） A.有感应电流产生 B.产生感应电流，方向是adcba C.没有感应电流，方向是abcda D.不能肯定。 48．在电磁感应现象中，下列说确的是（ ） A ．导体相对磁场运动，导体一定会产生感应电流 B ．导体作切割磁感线运动，导体一定会产生感应电流 C ．穿过闭合电路的磁通量发生变化，电路中就一定有感应电流 D ．闭合电路在磁场作切割磁感线运动，电路中就一定有感应电流 49．通过线圈的磁通_____时，线圈中就有感生电动势的产生（） A．很小 B．很大 C．不变 D．发生变化 50. 图中的四个图分别表示匀强磁场的磁感应强度B、闭合电路中一部分直导线的运动速度v和电路中产生的感应电流I的相互关系，其中正确是（） 51.如图所示，A、B是两个用细线悬着的轻质金属环，当S合上瞬间( ) A.A环向右运动，B环向左运动 B. A环向左运动，B环向右运动 C. A、B环都向右运动 D. A、B环都向左运动 E S A B E S L 51题图 56题图 52．导体在磁场中做切割磁感线运动，产生的感应电流方向用（） A．安培定则判断 B．左手定则判断 C．右手定则判断 D．法拉第 电磁感应定律判断 53．楞次定律用来判断（） A．通电导体产生的磁场方向 B．感应电动势的大小 C．感应电流的方向 D．导体受力的方向 54．当条形磁铁从线圈中拔出时，线圈中感生电流的磁场与条形磁铁的磁场方向 （） A．相同 B．相反 C．要视条形磁铁的N极还是S极确定 D．无法判断 55.法拉第电磁感应定律可以这样表述：闭合电路中感应电动势大小跟穿过这一电路和_____成正比。 A磁通量变化率 B。磁通量 C、磁感应强度 D、磁通量变化量 56．如图所示电路，L是电感量足够大的线圈，与一个白炽灯并联，开关S原来闭合，灯泡能正常发光，将S断开时，出现的现象是（） A．灯立刻熄灭 B．灯不立刻熄灭，但亮度在逐渐变暗 C．灯不立刻熄灭，反而突然发出亮光，再逐渐熄灭 D．灯一直亮下去 57．当线圈入______时，就会引起自感现象（ ） A ．不变的电流 B ．变化的电流 C ．电流 D ．无法确定 58．自感电流的方向总是与其线圈的电流（ ） A ．方向相反 B ．方向相同 C ．变化的趋势相反 D ．方向无关 59.线圈中产生的自感电动势总是( ) A. 与线圈原电流方向相同 B.与线圈原电流方向相反 C. 阻碍线圈原电流的变化 D.以上均不对 60．与线圈电感无关的物理量是（ ） A ．线圈的尺寸 B ．线圈的匝数 C ．媒介质的磁导率 D ．通过线圈的电流 61．线圈电感的单位是（ ） A ．亨利 B ．法拉 C ．特斯拉 D ．高斯 62．有一个电感线圈当通过它的电流为8A 时，电感L 为36mH ，若通过它的电流为4A ，则（ ） A ．电感线圈的电感L 降低一半 B ．电感L 保持不变 C ．电感线圈产生的感应电动势增加一倍 D ．感应电动势不变 二、技能题 1．某同学用万用表判断电容器的好坏，应选用什么档位？测量C 1（3300μF）时，发现表针始终指在0的位置，不能回摆；测量电容器C 2（4700μF）时，发现表针始终不偏转，试说明电容器C 1、C 2的好坏。 2．如图所示电路，金属环一半处于磁场中，要使环中产生顺时针方向的电流，则该金属环应怎样平行移动？ B 3．如图所示，矩形导电线圈的平面垂直于磁感线，当线圈从位置A 移动到位置B 时，说明线圈中产生的感应电流的方向。 N S A B 4． 一装有手柄的马蹄形磁铁，旋转方向如图所示，有一闭合线圈abcd 。试问： （1）请指出线圈ab 边的感应电流方向；（2）请指出线圈cd 边的转动方向。 5.如图所示，指出下列几种情况下检流计指针的偏转情况。 （1）条形磁铁向下插入磁铁的过程中； （2）磁铁静止的放在线圈中； （3）条形磁铁从线圈中抽出。 6．下图中，已知二个量的方向，试判定第三个量的方向。 B B C D 7．根据如图所示加到线圈两端电源的极性，标出磁场的极性。 +_ 8．根据如图所示磁场的方向标出电源的正负极性。 N S S 9．标出图2-8中电流在磁场中受力的方向。 B × × × B ××× × × ×××× 11.根据已知量，在图中标出未知量 12.已知电磁力F与磁场B，标出导体电流方向已知导体运动方向与感应电流方向，标出磁场方向 R电源N S R 电源R I S 13. 已知小磁针静止时极性，在方框标出电源极性 E N S 14.请标出电阻上电流的方向 N S R N S R 15．（1）请标出图a所示检流计中的电流方向。 （2）请标出图b电流I的受力方向。 16.根据题目要求，标出电流方向。 N S υ R 标已知电流方向 标出电阻电流方向 标出感应电流方向标出线圈电流方向 1 17.两只电容Ｃ１和Ｃ２，其中C１＝２ｕｆ，C2=6uf,将它们串联接到U=80V的电源上，每只电容器两端的电压是多少？每只电容所带的电荷量是多少？若将它们并联接到U=80V的电源上，每只电容器所储存的电量是多少？ （注：以下公式仅针对CCM模式） 1.占空比 (Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/L D=Vo/Vi D—占空比 2.电感 dIL= (Vi-Vo)*Ton/L dIL== L=5(Vi-Vo)Vo*T/(Vi*Io) IL_avg = Io IL_peak= IL_rms=ILavg*(1+12) L电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的20%（可根据应用改变）dIL—电感纹波电流峰峰值 IL_avg—电感电流平均值 IL_peak—电感峰值电流 IL_rms—电感电流有效值 3.xx二极管 Id_peak= Vrd=Vi Id_peak—续流二极管峰值电流 Vrd—续流二级管反向耐压（Ton期间） 4.开关管 Isw_peak= Vsw_peak =Vi Isw_peak—开关管峰值电流 Vsw_peak—开关管耐压（Toff期间） 5.输出电容 Icin_rms = [(Io-Iin)D+Iin(1-D)] Ico_rms=dIL/ 电容选取：耐压、纹波电流、电容量 Icin_rms—输入电容的纹波电流有效值 Ico_rms—是输出电容的纹波电流有效值 技术资料，仅供参考 这里具体采用上海芯龙半导体有限公司降压IC举例说明 电源管理IC降压型电路电感应用XL4003 ①(（Vi-Vo)/L)*D=（Vo/L）*(1-D)已知输入电压Vi，输出电压Vo,求出D;22 D=Vo/Vi ②Io 为设定值已知输出电流Io; ③Ton=T*D 求出Ton ④((Vi-Vo)/L)Ton=dI=*Io可求出L. L=((Vi-Vo) *Ton)/*Io) PCB过孔的寄生电容和电感的计算和使用 一、PCB过孔的寄生电容和电感的计算 PCB过孔本身存在着寄生电容，假如PCB过孔在铺地层上的阻焊区直径为D2,PCB 过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,基板材介电常数为ε,则PCB过孔的寄生电容数值近似于： C=1.41εTD1/(D2-D1) PCB过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度尤其在高频电路中影响更为严重。举例，对于一块厚度为50Mil的PCB，如果使用的PCB过孔焊盘直径为20Mil（钻孔直径为10Mils），阻焊区直径为40Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出PCB过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.040-0.020)=0.31pF 这部分电容引起的上升时间变化量大致为： T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.31x(50/2)=17.05ps 从这些数值可以看出，尽管单个PCB过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用PCB过孔进行层间的切换，就会用到多个PCB过孔，设计时就要慎重考虑。实际设计中可以通过增大PCB过孔和铺铜区的距离（Anti-pad）或者减小焊盘的直径来减小寄生电容。 PCB过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，PCB 过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的经验公式来简单地计算一个PCB过孔近似的寄生电感： L=5.08h[ln(4h/d)+1] 其中L指PCB过孔的电感，h是PCB过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以看出，PCB过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是PCB过孔的长度。仍然采用上面的例子，可以计算出PCB过孔的电感为： L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个PCB过孔，这样PCB过孔的寄生电感就会成倍增加。 二、如何使用PCB过孔--PCB过孔的寄生电容和电感的使用 通过上面对PCB过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，看似简单的PCB过孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小PCB过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到： 为开关电源选择合适的电感 电感是开关电源中常用的元件，由于它的电流、电压相位不同，所以理论上损耗为零。电感常为储能元件，也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上，用来平滑电流。电感也被称为扼流圈，特点是流过其上的电流有“很大的惯性”。换句话说，由于磁通连续特性，电感上的电流必须是连续的，否则将会产生很大的电压尖峰。 电感为磁性元件，自然有磁饱和的问题。有的应用允许电感饱和，有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和，也有的应用不允许电感出现饱和，这要求在具体线路中进行区分。大多数情况下，电感工作在“线性区”，此时电感值为一常数，不随着端电压与电流而变化。但是，开关电源存在一个不可忽视的问题，即电感的绕线将导致两个分布参数(或寄生参数)，一个是不可避免的绕线电阻，另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容。 杂散电容在低频时影响不大，但随频率的提高而渐显出来，当频率高到某个值以上时，电感也许变成电容特性了。如果将杂散电容“集”为一个电容，则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性。 当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时，不妨考虑下面几个特点： 1. 当电感L 中有电流I 流过时，电感储存的能量为： E＝0.5×L×I2 (1) 2. 在一个开关周期中，电感电流的变化(纹波电流峰峰值)与电感两端电压的关系为： V＝(L×di)/dt (2) 由此可看出，纹波电流的大小跟电感值有关。 3. 就像电容有充、放电电流一样，电感器也有充、放电电压过程。电容上的电压与电流的积分(安·秒)成正比，电感上的电流与电压的积分(伏·秒)成正比。只要电感电压变化，电流变化率di/dt 也将变化；正向电压使电流线性上升，反向电压使电流线性下降。 计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要 从图1 可以看出，流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成，因为交流分量具有较高的频率，所以它会通过输出电容流入地，产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR。这个纹波电压应尽可能低，以免影响电源系统的正常操作，一般要求峰峰值为10mV~500mV。 纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸，纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%，因此对降压型电源来说，流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%。 降压型开关电源的电感选择 为降压型开关电源选择电感器时，需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大 精心整理 工作原理 图1工作原理图 在被测电容支路有对被测电容的电压、电流取样的取样电路，取样电路的输出端分别接放大电路，从电压放大电路输出的电压信号和从电流放大电路输出的电流信号通过鉴相器输出相位差信号，与电压信号和电流信号通过A/D转换器后，输入CPU计算而得到被测电容值。因为采用了移动的电流取样单元，而使得无需拆除连接线就可以直接测量电容值。 加之测量过程档位是自动进行选择，避免了手动操作引起的误差，因此具有稳定性好、重复性好，准确可靠的特点。 仪器面板 图2仪器面板图 1：液晶屏幕 2：打印机：打印测量数据和波形 3：电流测试钳插座 4:输出电压接线柱 5：接地端 6：电压输出开关 7：测量转换开关（电容测量/电感测量） 8：电源开关 9：电源（AC220V）插座 10：屏幕亮度 11：按键功能区 【→】和【←】键可用于平移光标,还可用于改变数值大小。 【↓】和【↑】键可用于改变光标的上下位置,有时可用于增减数字。 【退出】键表示否定光标的提示,【确认】键表示肯定光标的提示。 【打印】键按此键后可得屏幕所显示的测量数据打印出来。 【复位】键按此键后直接跳回主菜单。 接线方法 A、并联电容器测量 进行测试前，应按使用要求正确连接电源线及信号电缆。 图3接线方式示意图 图4仪器现场测量实例 1、将测试电压电缆一端接到仪器测试电压输出端子④、⑦上； 2、将测试电流信号电缆插在仪器测试信号输入插头③上； 3、接好测试仪器220V电源线； 4、将测试电压电缆分别夹在被试电容器组两极的连接母线上，钳形电流取样表卡在所需测量的单台电容器的套管处； 5、闭合仪器电源开关⑧； 6、将面班上的“功能开关”置于“电容测量”，最后将“电压输出开关”置于“通”的位置即进行电容测量，液晶屏幕上显示的数据即是测量结果 7、将钳形电流表取下，卡于另一台需测量的电容器上，直至该相测量完毕。 8、测试结束后，切断电源，并将面板上所有开关恢复到测试前的状态，拆除所有接线。 B、电抗器电感测量 1、接线方法同测量电容时一样，只是被测试品为电感； 2、开机按【确认】后屏幕显示主菜单画面，将光标移至【设置】处，进入第3屏设置参数，将【等效阻抗】设为【串联电感】模式。按【确认】键并存入设置值，回到主菜单。 3、将光标移至【测量】处，按确认进入测量状态。 4、将【电压输出开关】置于【通】的位置即进行电感测量。 C、电感测量注意事项 1、被测电感的Q值越高，测量准确度越高。 2、因仪器测试电压较高，测量小电感量电感时（10mH以下），测试时间不宜过长，在测试结果稳定后尽快关断电压输出开关，以免大电流损坏仪器电源和被测试品电感。 操作步骤 开机后屏幕显示主菜单画面（第1屏开机显示）。 第1屏主菜单 2）设置 如欲设置参数，将光标移至设置处，进入第2屏设置参数。 第2屏设置参数第3屏存入设置值 在第2屏画面中，有以下内容可以调整 电容 电容（或电容量, Capacitance）指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。一般来说，电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板。也是电容器的俗称。 电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的[1]情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。 电容的符号是C。 C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等， 换算关系是： 1法拉(F)= 1000毫法(mF)＝1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。 电子电路中，只有在电容器充电过程中，才有电流流过，充电过程结束后，电容器是不能通过直流电的，在电路中起着“隔直流”的作用。电路中，电容器常被用作耦合、旁路、滤波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢？我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变，它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上，电容器连续地充电、放电，电路中就会流过与交流电变化规律一致(相位不同)的充电电流和放电电流。 电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V，10V，16V，25V，50V等。 电感 电感是指线圈在磁场中活动时，所能感应到的电流的强度，单位是“亨利”（H）。也指利用此性质制成的元件。 电感器（电感线圈）和变压器均是用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一，相关产品如共模滤波器等。 电感简介 diàn’gǎn [INDUCTOR] ，复数：INDUCTORS 电感器（电感线圈）和变压器均是用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是电子电路中常用的元器件之一，相关产品如共模滤波器等。 编辑本段自感与互感 自感 电容电感的选择及EMI中的应用 电容电感的选择及EMI中的应用 云母电容: 用金属箔或者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。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。 陶瓷电容: 用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。 铁电陶瓷电容容量较大，但是损耗和温度系数较大，适宜用于低频电路。 薄膜电容: 结构和纸介电容相同，介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介电常数较高，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，介质损耗小，绝缘电阻高，但是温度系数大，可用于高频电路。 金属化纸介电容 结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。 油浸纸介电容: 它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，但是体积较大。 铝电解电容: 它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不要接反。 钽、铌电解电容: 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。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。 半可变电容: 也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片，中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。 可变电容: 它由一组定片和一组动片组成，它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动，叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大，损耗小，多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的，体积小，多用在晶体管收音机中。 NPO(COG):电气性能最稳定，基本上不随温度、电压与时间的改变面改变，适用于对稳定性要求高的高频电路； 3.1 电容器和电容 教学目标 1.理解电容器的概念、了解常见电容器的种类、外形和参数。 2.了解电容器充、放电电路的工作过程及特点。 3.能够根据要求，正确选择利用串联、并联方式获得合适的电容。 教学重点、难点分析 重点： 电容器的并联和串联。 难点： 电容器充电和放电电路的工作过程。 教具 电容器充、放电电路，电化教学设备。 教学方法 讲授法，实物教学，多媒体课件。 教学过程 Ⅰ.导入 复习旧课：串联电路、并联电路的特点。 本次课的学习内容主要是电容器基本的连接方式——电容器的串联和并联，电容器的充电和放电过程。 II.新课 一、电容器和电容 1.电容器 任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体都可以看作电容器。 2.电容 电容器表征电容器容纳电荷本领的物理量，用字母C表示 Q C U 式中：Q为电容器上所带电荷，单位库[仑](C)；U为电容器两端的电压，单位是伏[特](V)；C为电容，单位是法[拉](F)。 电容常用的单位有微法(μF )和皮法(pF)。 二、电容器的主要参数 1.标称容量 电容器上所标明的电容量的值。 2.误差 电容器实际电容值与标称电容量之间的误差。允许误差分为五级，00级允许误差1%±，0级允许误差2%±，Ⅰ级允许误差5%±，Ⅱ级允许误差10%±，Ⅲ级允许误差20%±。 3.额定工作电压 电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作所承受的最大直流电压，又称耐压。 4.温度系数 在一定温度范围内，温度每变化1℃，电容量的相对变化值。该值越小越好。 5.绝缘电阻 用来表明电容漏电大小。相对而言，绝缘电阻越大越好，漏电也小。 6.损耗 在电场的作用下，电容器在单位时间内发热而消耗的能量，主要来自介质损耗和金属损耗。 7.频率特性 电容器的电参数随电场频率变化而变化的性质。 三、电容器的种类 固定电容器 可变电容器 微调电容器。 四、电容器的连接 1.电容器的串联 电容器串联电路的特点： 总电压等于串联各电容器上的电压之和。 12U U U =+ 电感 电感是闭合回路的一种属性，是一个物理量。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”，以美国科学家约瑟夫·亨利命名。它是描述由于线圈电流变化，在本线圈中或在另一线圈中引起感应电动势效应的电路参数。 电感是自感和互感的总称。提供电感的器件称为电感器。[1]中文名 电感 外文名 inductance 实质 闭合回路的一种属性，一种物理量 单位 亨利（H） 目录 1. 1定义 2. ?自感 3. ?互感 1. 2单位及换算 2. 3计算公式 3. ?自感 1. ?互感 2. ?三相制均衡输电线的电感 定义编辑 导体的一种性质，用导体中感生的电动势或电压与产生此电压的电流变化率之比来量度。稳恒电流产生稳定的磁场，不断变化的电流(交流)或涨落的直流产生变化的磁场，变化的磁场反过来使处于此磁场的导体感生电动势。感生电动势的大小与电流的变化率成正比。比例因数称为电感，以符号L表示，单位为亨利(H)。[2] 电感是闭合回路的一种属性，即当通过闭合回路的电流改变时，会出现电动势来抵抗电流的改变。这种电感称为自感（self-inductance），是闭合回路自己本身的属性。假设一个闭合回路的电流改变，由于感应作用而产生电动势于另外一个闭合回路，这种电感称为互感（mutual inductance）。自感 当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（感生电动势）（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。 为DC/DC转换器选择正确的电感器与电容器 随着手机、PDA以及其它便携式电子产品在不断小型化，其复杂性同时也在相应提高，这使设计工程师面临的问题越来越多，如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。 使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压，尽管采用线性稳压器即可实现这一转换，但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。 大信号与小信号响应 开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。例如，当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时，内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。 随着负载条件变化，环路会迅速响应新的要求，以便将电压控制在稳压限制范围之内。负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。我们可根据稳态工作点定义小信号参数。因此，我们一般将低于稳态工作点10％的变化称为小信号变化。 实际上，误差放大器处于压摆范围(slew limit)内，由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度，放大器并不控制环路，所以，在电感器电流达到要求之前，由输出电容器满足瞬态电流要求。 大信号响应会暂时使环路停止工作。不过，在进入和退出大信号响应之前，环路必须提供良好的响应。环路带宽越高，负载瞬态响应速度就越快。 从小信号角度来看，尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度，但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和振铃现象。在选择外部元件时，电源设计工程师应意识到这些局限性，否则其设计就有可能遇到麻烦。 电感器选型 以图1所示的基本降压稳压器为例，说明电感器的选型。 对大多数TPS6220x应用而言，电感器的电感值范围为4.7uH～10uH。电感值的选择取决于期望的纹波电流。一般建议纹波电流应低于平均电感电流的20％。如等式1所示，较高的VIN或VOUT也会增加纹波电流。电感器当然必须能够在不造成磁芯饱和(意味着电感损失)情况下处理峰值开关电流。 以增加输出电压纹波为代价，使用低值电感器便可提高输出电流变化速度，从而改善转换器的负载瞬态响应。高值电感器则可以降低纹波电流和磁芯磁滞损耗。 可将线圈总损耗结合到损耗电阻(Rs)中，该电阻与理想电感(Ls)串联，组成了一个如图1所示的简化等效电路。 尽管Rs损耗与频率有关，但在产品说明书中仍对直流电阻(RDC)进行了定义。该电阻取决于所采用的材料或贴片电感器的构造类型，在室温条件下通过简单的电阻测量即可获得。RDC的大小直接影响线圈的温度上升。因此，应当避免长时间超过电流额定值。 电容、电感以及复阻抗 电容器的实质就是两个靠的很近但相互绝缘的导电面，其基本作用是存储电荷（电能）。如果电容器的电容量为C ，给它施加一个直流电压V ，则电容被充电，充入的电量为Q=CV ；当断开这个电压V 时，电容中的电荷Q 还将继续保存在电容中。 电感器实际上就是线圈，也具有储能作用。如果电感器的电感量为L ，使其间通以电流I ，则线圈中就会产生磁链Ψ（磁通Φ与匝数N 的乘积，即Ψ=ΦN ，参见有关教科书），且：Ψ=LI 。即电能转化成磁能的形式存储在电感中，当突然切断电流I 时，该能量将释放，产生很高的自感电动势ε，该自感电动势经常就是击穿电路中半导体元件的元凶。 但是，在电子电路中，电容和电感往往不是用作储存电能，而是作为交流电路中的“阻抗”元件，起到滤波、隔离直流（或交流）、调谐等作用。分析含有电容、电感的交流电路，需要涉及复数或向量的计算，请读者参阅有关的教科书。本书仅就与故障诊断直接相关的知识作必要的阐述。 (1) 电容的串联与并联 将几个电容器（C1、C2……、Ci ）串联连接时，其等效电容C 、电量Q 、电压V 与各个电容上的电量Qi 、电压Vi 有如下关系： Ci C C C 121111+??++= Vi V V V +??++=21 Qi Q Q Q =??===21 结论：电容串联后总容量减少；耐压提高。 将几个电容（C1、C2……、Ci ）并联连接时，其等效电容C 、电量Q 、电压V 与各个电容上的电量Qi 、电压Vi 有如下关系： Ci C C C +??++=21 Vi V V V =??===21 Qi Q Q Q +??++=21 结论：通过电容的并联可以增大电容量。 (2) 复阻抗、容抗、感抗 如果引入数学中复数的概念，就可以将电阻、电感、电容用相同的形式复阻抗来表示。既：电阻仍然是实数R （复阻抗的实部），电容、电感用虚数表示，分别为： c j jXc ω1=； L j jX L ω-=- 其中：ω=2πf 是交流信号的角频率，Xc 、X L 分别称为容抗和感抗，可见容抗和感抗 当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。我们把这种电流与线圈的相互作用关系称其为电的感抗，也就是电感。电容(或电容量，Capacitance)指的是在给定电位差下的电荷储藏量。 加载其电感量按下式计算:线圈公式 阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH)，设定需用360ohm 阻抗，因此： 电感量(mH) = 阻抗(ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作频率) = 360 ÷ (2*3.14159) ÷ 7.06 = 8.116mH 据此可以算出绕线圈数： 圈数= [电感量* { ( 18*圈直径(吋)) + ( 40 * 圈长(吋))}] ÷圈直径(吋) 圈数= [8.116 * {(18*2.047) + (40*3.74)}] ÷ 2.047 = 19 圈 电容功率计算公式: P=1/2 * C * V2 * F 电感功率计算公式: P=1/2 * L * I2 * F 电容上携带的能量(焦耳)，是二分之一乘以电容量(法拉)再乘以电容电压(伏特)的平方。 硅芯片功率的计算存在一个公式：功率=C(寄生电容)*F(频率)*V2(工作电压的平方)。对于同一种核心而言，C(寄生电容)是一个常数，所以硅芯片功率跟频率成正比，跟工作电压的平方也成正比 1法拉5V的电容携带的能量为12.5焦耳。1焦耳=1瓦每秒 全新1.2伏1.8A时的镍氢充电电池充满后携带的能量为1.2*1.8*3600=7776焦耳。在现在的商业环境条件下，镍氢充电电池和法拉电容的体积能量比为250：1，价格比为1：2。另外电容放电需要特殊的恒压输出调整电路。 随着手机、PDA以及其它便携式电子产品在不断小型化，其复杂性同时也在相应提高，这使设计工程师面临的问题越来越多，如电池使用寿命、占板空间、散热或功耗等。 使用DC/DC转换器主要是为了提高效率。很多设计都要求将电池电压转换成较低的供电电压，尽管采用线性稳压器即可实现这一转换，但它并不能达到基于开关稳压器设计的高效率。本文将介绍设计工程师在权衡解决方案的占用空间、性能以及成本时必须要面对的常见问题。 大信号与小信号响应 开关转换器采用非常复杂的稳压方法保持重/轻负载时的高效率。现在的CPU内核电源要求稳压器提供快速而通畅的大信号响应。例如，当处理器从空闲模式切换至全速工作模式时，内核吸收的电流会从几十微安很快地上升到数百毫安。 随着负载条件变化，环路会迅速响应新的要求，以便将电压控制在稳压限制范围之内。负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。我们可根据稳态工作点定义小信号参数。因此，我们一般将低于稳态工作点10％的变化称为小信号变化。 实际上，误差放大器处于压摆范围(slew limit)内，由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度，放大器并不控制环路，所以，在电感器电流达到要求之前，由输出电容器满足瞬态电流要求。 大信号响应会暂时使环路停止工作。不过，在进入和退出大信号响应之前，环路必须提供良好的响应。环路带宽越高，负载瞬态响应速度就越快。 从小信号角度来看，尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度，但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和 振铃现象。在选择外部元件时，电源设计工程师应意识到这些局限性，否则其设计就有可能遇到麻烦。 电感器选型 以图1所示的基本降压稳压器为例，说明电感器的选型。 对大多数TPS6220x应用而言，电感器的电感值范围为4.7uH～10uH。电感值的选择取决于期望的纹波电流。一般建议纹波电流应低于平均电感电流的20％。如等式1所示，较高的V IN或V OUT也会增加纹波电流。电感器当然必须能够在不造成磁芯饱和(意味着电感损失)情况下处理峰值开关电流。 以增加输出电压纹波为代价，使用低值电感器便可提高输出电流变化速度，从而改善转换器的负载瞬态响应。高值电感器则可以降低纹波电流和磁芯磁滞损耗。 第二章电容与电感 一、选择题 1．某电容器的电容为c，如不带电时它的电容是( ) A．0 B．C C．小于C D．大于C 2．有一电容为30μF的电容器，接到直流电源上对它充电，这时它的电容为30μF， 当它不带电时，它的电容是（） A．0 B．15μF C．30μF D．10μF 3．下面对电容器的说法正确是（） A．电容器的电容量C的大小与外加电压U成反比，与电荷量成反比 B．电容器的电容量C的大小与外加电压U的变化率成正比 C．电容器的电容量C与电容器本身的几何尺寸及介质有关 D．电容器的电容量C与所储存的电荷量成正比 4．某电容器两端电压为40V,它所带的电量为0.4C，若把它两端电压将为20V，( ) A．电容器的电容降低一半 B. 电容器的电容保持不变 C.电容器的电荷量保持不变 D .电容器的电荷量保持不变 5．有两只电容器C1＞C2，如果它们两端电压相等，则（） Ａ．C1所带的电量较多Ｂ．C2所带的电量较多 Ｃ．它们所带的电量一样多Ｄ．无法确定带电量多少 6．如果有两个电容，所带电荷量为q1 电感元件产生的自感电动势总是阻止线圈中的电流变化的，故电感元件对交流电有阻力，阻力的大小用感抗XL 来衡量。感抗XL 与交流电的频率及电感量的大小有关。感抗的这种关系可用下式表示，即 从上式可以看出，电感元件在低频时XL 较小，通过直流电时，由于f=0 ，故XL=0，仅线圈直流电阻起作用，因此电阻很小，近似电感元件短路。所以，电感元件在直流电路中一般不用其感抗性能当电感元件在高频下工作时，XL 很大，近似开路。电感元件的这种特性与电容器正好相反.所以利用电感、电容就可组成各种高频、低频滤波器、调谐回路、选频电路、振荡回路、补偿电路、延迟回路及阻流器等，在电路中发挥着重要作用。 下面举出一些电感元件在电路中的应用实例。 1.分频网络 图5-9 是音响电路的分频电路图。电感线圈L1和L2为空心密绕线圈，它们与C 1 、C2 组成分频网络.对高、低音进行分频，以改善放音效果。 2. 滤波电路 图5-10 是电子管扩音机的电源滤波电路图。图中L 为插有硅钢片的铁心线圈，又称为低频扼流圈。它在电路中的作用是阻止残余交流电通过，而仅让直流电通过。 3. 选频与阻流 图5-11 所示电路是单管半导体收音机电路。其中VT，为高频半导体管，它是用来进行来复放大的。L 1 为天线线圈，它是在磁棒上用多股导线绕制而成的。L 1 与C1,C2 组成井联谐振电路，对磁棒天线接收到的无线电信号进行选频，选出的信号由L1感应到L2，由VT1，进行放大，放大了的信号送到L3,L3为一固定电感器，它的电感量为3mH ，其作用是利用感抗阻止高频信号进入耳机，而仅让音频信号通过。因此把L.J称为高频阻流圈。 L3对500kHz 高频信号的感抗很大，为 XL(500kHz)=2π x 500 x 10 3 x 3 x 10 -3≈9.42kΩ 而L.J对10kHz 低频信号的感抗很小，为 电感、电阻和电容的关系和作用 电感是衡量线圈产生电磁感应能力的物理量.给一个线圈通入电流,线圈周围就会产生磁场,线圈就有磁通量通过.通入线圈的电源越大,磁场就越强,通过线圈的磁通量就越大.实验证明,通过线圈的磁通量和通入的电流是成正比的,它们的 比值叫做自感系数,也叫做电感。 电阻是描述导体导电性能的物理量，用R表示。电阻由导体两端的电压U 与通过导体的电流I的比值来定义，即R=U/I。所以，当导体两端的电压一定时，电阻愈大，通过的电流就愈小; 反之，电阻愈小，通过的电流就愈大。 电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。 电阻用途：阻碍电流通过，可以起到了在电路中起分压、降压、限流、负载、分流、区配等作用；电容作用在于可以在电路中起滤波、耦合、旁路、调谐和能量转换等作用；电感的作用主要在于在电路中有通直流、阻交流,通低频、阻高频的作用。 其实电感、电阻和电容元件电容，在电器之中通过复杂的组合在一起发挥着作用，利用这三个元件之间的特性，相互补充构成复杂电路。其中电感的电阻与频率有关，所以常用在与频率有关的电路，有机组合它可以把特定频率的电流加强或减弱。 举一个现实生活中的例子，我们经常会看到的电源在拔下插头后，上面的二极管还会持续再亮一会儿，这是为什么呢？其实这是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于所谓的电容滤波，不知你有没有用整流电源听随身听的经历，劣质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了非常小的容量的滤波电容，耳机内就会有有嗡嗡声出现。这时可以在电源两端带上一个较大容量的电解电容（1500μF，注意正极接正极），一般可以改善听觉的效果。发烧友制作HiFi高级音响，少说都会用上了至少1万微法以上的电容器来滤波，滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流，而且电容的储能作用，使得突发的大信号到来时，电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时，大电容的作用有点像水库，使得原来汹涌的水流平滑地输出，并可以保证下游大量用水时的供应。电感器电感器是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻止电流的变化。如果电感器中没有电流通过，则它阻止电流流过它；如果有电流流过它，则电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。基本介绍电感器用绝缘导线绕制的各种线圈称为电感。用导线绕成一匝或多匝以产生一定自感量的电子元件，常称电感线圈或简称线圈。 本文出自福鹰电子，未经同意禁止转载 (注：以下公式仅针对CCM模式) 1.占空比(Vi-Vo)*Ton/L=Vo*Toff/L D=Vo/Vi D—占空比 2.电感 dIL= (Vi-Vo)*Ton/L dIL== L=5(Vi-Vo)Vo*T/(Vi*Io) IL_avg = Io IL_peak= IL_rms=ILavg*(1+12) L 电感量的选取原则使电感纹波电流为电感电流的 20%(可根据应用改变) dlL—电感纹波电流峰峰值 IL_avg-电感电流平均值 IL_peak—电感峰值电流 IL_rms—电感电流有效值 3.xx 二极管 Id_peak= Vrd=Vi ld_peak—续流二极管峰值电流 Vrd —续流二级管反向耐压(Ton期间) 4.开关管 Isw_peak= Vsw_peak =Vi lsw_peak—开关管峰值电流 Vsw_peak—开关管耐压(Toff期间) 5.输出电容 lcin_rms = [(lo-lin)D+lin(1-D)] lco_rms=dlL/ 电容选取：耐压、纹波电流、电容量 Icin」ms—输入电容的纹波电流有效值 lco_rms—是输出电容的纹波电流有效值 技术资料，仅供参考 这里具体采用上海芯龙半导体有限公司降压IC举例说明 电源管理IC降压型电路电感应用XL4003 ?( (Vi-Vo)/L)*D二(Vo/L) *(1-D)已知输入电压Vi,输出电压Vo,求出D;22 D=Vo/Vi ②Io 为设定值已知输出电流Io; ③Ton=T*D 求出Ton ④((Vi-Vo)/L)Ton二dl=*lo 可求出L. L=((Vi-Vo) *Ton)/*Io) 举例说明输入电压12V,输出电压5V,输出电流3A, F=300KHz计算电感; 第二章电容与电感 第一节电容元件 基本知识 1、任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以看成是。 电容器广泛应用于各种高、低频电路和电源电路中，起、、、、 、等作用。电容器的基本作用是。 2、电容器所带的和的比值称为电容器的电容，公式：。电容反映了电容器，与电容器的带电量和两极板间的电压。电容是由电容器本身结构决定的，包括、、。 3、电解电容器有正负极之分，使用时不可，否则会将。一般情况下，电解电容器的正极的引线。 4、电容器上所标明的电容值称为。标称容量和实际容量之间是。使用电容器加在电容器上的电压不应超过。 电容器上所标明的额定工作电压，通常是指，在交流电路中，应是交流电压的最大值它的额定工作电压值。 5、利用电容器的现象，可用万用表的（R ）来判断电容器的质量好坏。方法是：将万用表的表笔分别与电容器的两端相接，若指针偏转后有返回到接近于起始位置的地方，则说明质量；若指针回不到起始位置，停在标度盘某处，则说明；若指针偏转到零位置不再回去，说明；若指针根本不偏转，说明。 二、课后练习： 1、电容器的单位是（） A、法 B、亨 C、安 D、伏 2、电解电容器在使用时，下面说法正确的是（） A、电解电容器有极性，使用时应使负极接低电位，正极接高电位。 B、电解电容器有极性，使用时应使正极接低电位，负极接高电位。 C、电解电容器与一般电容器相同，使用时不用考虑极性。 D、一个电解电容器在交、直流电路中都可使用。 3、一个电容器外壳上，标有“400μF，50V”，则该电容器两端加上25V电压时，其电容量为（） A.200μF B、400μF C、800μF D、0 4、有一电容C=100μF的电容器，充电到U=6V，它带的电量是（） A、6×10-4C B、600C C、6×10-2C D、6×10-1C 5、某电容器的电容为C，如果不带电时它的电容是（） A、0 B、C C、小于C D、大于C 6、一个电容为C的平行板电容器与电源相连，开关闭合后，电容器极板间的电压为U，极板上的电荷量为q，在不断开电源的情况下，把两极板间的距离拉大 详解滤波电容的选择及计算 电源滤波电容的选择与计算 电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比.所以,电感可以阻扼高频通过,电容可 以阻扼低频通过.二者适当组合,就可过滤各种频率信号.如在整流电路中,将电容并在负载 上或将电感串联在负载上,可滤去交流纹波.。电容滤波属电压滤波，是直接储存脉动电压来 平滑输出电压，输出电压高，接近交流电压峰值；适用于小电流，电流越小滤波效果越好。 电感滤波属电流滤波，是靠通过电流产生电磁感应来平滑输出电流，输出电压低，低于交流电压有效值；适用于大电流，电流越大滤波效果越好。电容和电感的很多特性是恰恰相反的。 一般情况下，电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。 低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz； 而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。当我 们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。 电源滤波电容的大小，平时做设计，前级用4.7u,用于滤低频，二级用0.1u，用于滤高频， 4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频干扰，0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时 变化引起的高频干扰。一般前面那个越大越好，两个电容值相差大概100倍左右。电源滤波，开关电源，要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大，而高频电容的选择最好在其自谐振频率上。大电容是防止浪涌，机理就好比大水库防洪能力更强一样；小电容滤高频干扰，任何器件都可以等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路，也就有了自谐振，只有在这个自谐振频率上，等效电阻最小，所以滤波最好！ 电容的等效模型为一电感Ｌ，一电阻Ｒ和电容Ｃ的串联， 电感Ｌ为电容引线所至，电阻Ｒ代表电容的有功 特点： 1.响应速度快，用于急速静电放电（ESD）对策效果好。 2.伏安特性无极性，可用于单件双向对策。 3.静电耐压大，外加静电后性能无劣化。 4.1005（0402）、0603（0201）规格可提高安装密度 用途： 1.静电放电（ESD）保护 特点： 可用于电源单元 1.耐大电流（额定电流6A） 2.耐高功率 3.高可靠性 FBMJ型有多种型号可选 HS ：对应宽频带 HM：对应高频带 HL ：对应 GHz范围 FBMH型适用于高阻抗大电流等的电源线的噪声对策。 用途： 1.电源线的辐射传导噪声对策 2.各种数字仪表的数字信号整形和数据线的高频噪声对策 3.电动设备 4.OA设备 https://www.doczj.com/doc/c1598304.html,B等差动传输线 6.要求消耗功率较小的便携设备 详细规格型号查询 特点： 1.内部以银为屏蔽层，发热漏磁等现象少。 2.不必接地，电路设计自由度大。 3.采用多种材料和方法抑制噪声。 HS：抑制XL成分（数字波形的峰值），防止波形特性下降。 HM：Z特性在20MHz以上时急剧增加，适用于100MHz～300MHz范围内的辐射噪声。 LL：高频范围Z特性增加，适用于200MHz～500MHz范围内的噪声。 LM：最适于200MHz周围的噪声对策。有效提升衰减效果。 HW：系列中对XL成分的抑制效果最佳，确保波形特性及高频域衰减。 TS：直流电阻较小，适用于LSI电源的噪声对策。 用途： 1.计算机、数码相机等信息设备·数码设备的时钟信号线、一般信号线之高 频噪声对策。 2.计算机、打印机等接口、电缆线连接部的辐射噪声。 3.录像机等的AV设备噪声对策。 4.防止PDC、PHS等移动通讯设备间的相互干扰。 5.采用磁屏蔽结构，实现小型化。最适用于LSI的电源供电线滤波。 详细规格型号查询Array绕线型片状功率电感器CB系列 特点： 1.可对应LB/LBC系列的大电流化。应用于小型DC/DC转换器等需要大电流的 电路设计的片状电感器。 2.CBMF 1608 采用单面电极构造，使最大功率设计成为可能。最适合DC/DC转换器等需要大电流电路设计的片状电感器。 用途： 1.DSC / DVC / HDD、液晶、手机、游戏机、各种映像设备、各种通信设 备等。 详细规格型号查询Buck电路电感电容参数选择
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