电力电容器的损耗、损耗角正切和等值电路
电力电容器是一种实际电容器、不是理想电容器，在外施交流电压的作用下，除了会输出一定容量的无功功率Q之外，在电容器的内部介质中、在电容器的极板（铝箔）中、引线等导体中，以及在瓷瓶间的漏泄电流等都会产生一定的有功损耗功率P。通常把电容器的有功功率P与无功功率Q 的比值称做为该电容器的损耗角正切，并用下式表示：
式中：tanδ—电容器的损耗角正切（％）；
P—电容器的有功功率（W）；
Q—电容器的无功功率（var）
正因为电力电容器不是理想电容器，所以通常要用一个等值电路来表示。
（1）串联等值电路
在此等值电路中，理想电容器C产生的无功功率为：
式中：Q C—电容器的无功功率（var）；
X C—电容器C的容抗（Ω）；
I C—流过电容器的电流（A）
而在此电路中由电阻r产生电容器的损耗功率为：
式中：P r—由r产生的等值损耗功率I r—流经等值电阻r的电流由式（1）、（2）、（3）可得：
由式（6）可知，当tanδ值很小（例如全膜电容器），X C也很小时（例如大容量集合式电容器），其等值串联电阻也十分微小（通常只有10－3～10－4Ω）。所以在测量大容量全膜介质电容器时，一定要尽一切可能降低测量回路中的接触电阻和导线电阻，以减小测量误差。
（2）并联等值电路
电力电容器除了可用图1所示的串联等值电路来表示外，也可用图2所示的并联等值电路来表示。由图2可得：
式中：U R—等值电路两端的电压（V）；
U C—理想电容器两端的电压（V）；
X C—电容器的容抗（Ω）
从图2中可知：U R＝U C，所以
由式（9）可以看出，对于低损耗的全膜电容器其并联等值电阻是相当大的，当在电容器内部并联放电电阻会降低其等值电阻R，从而使电容器的实际损耗和损耗角正切增大。
在实际工作中，如能根据具体情况灵活的使用电容器的串联等值电路和并联等值回路，可以给我们的工作带来方便。
薄膜电容电气参数定义及特性（等效电路，问独特性，绝缘电阻）
1 等效电路及等效参数的特性
薄膜电容一般具有如下的等效电路模式：
C: 标称电容
L: 等效串联电感( 端脚，金属敷片，绕组等所寄生)
ESR ：等效串联电阻（端脚，金属敷片等所致）
IR: 等效并联电阻（决定其绝缘阻抗，电介材料特性）
PR: 电介质极化电阻
△C: 变化之容量（随温度，DC 电压，频率变化而变化）
L 、R 和C 之值随频率不同而不同；IR 指直流电压下的绝缘阻抗值
1.1 ESR 及损耗角特性
在一定频率条件下，等效电路可简化如右图。损耗角定义成阻抗值与容抗值之比。
在远低于谐振频率的范围内（即忽略等效电感Ls ），实际电容器的电压和电流相位会因为ESR 的存还而略微小于90 度。损耗角一般以1KHz 作为测试标准。对于容值小于1uF 的MKT ，MFP ，MKP 类电容还额外进行10KHz 及100KHz 频率处的损耗角测试。
1.1.1 损耗角之频率、温度、湿度及电压（DC ）特性
频率特性：
薄膜类电容的损耗角在高频段一般会随着频率的上升而有不同程度的变大。如下是典型的薄膜电容损耗角频率特性曲线图：
温度特性：
如下右图所示，聚丙烯类（P 类）电介质具有极稳定的温度特性；而聚酯类（N 和T 类）却有较大的温度影响性，并在80degC 附近时具有最小的损耗角。（测试频率1KHz ）
不同电解材质的薄膜电容损耗角温度特征曲线（1KHz ）
湿度及电压（DC ）特性：
损耗角会随湿度的增大而有所增大；但正常工作范围内几乎看不到电压大小变化对损耗角的影响。
1.1.2 ESR 的频率特征
薄膜类电容具有如下右图所示的示意特征曲线：
a) 在低频段，ESR 值随频率的增大呈近似ESR ＝1/f 关系的下降趋势。
b) 在中频段ESR 值具有较平稳的曲线。
C) 在高频段ESR 值随频率的增大呈近似ESR ＝f1/2 关系的增大趋势。
1.2 薄膜电容的绝缘电阻
薄膜电容的绝缘电阻Rins 被定义为电容对DC 电压的阻抗值。其测量值通常是以DC 电压值除以漏电流量而得。IEC 60384-1 对20degC 温度下所施用的电压进行了如下规定，
电容器能量损耗说明 电容器能量的损耗分为介质损耗和金属损耗两部分。介质损耗包括介质的漏电流所引起的电导损耗以及介质极化引起的极化损耗等。金属损耗包括金属极板和引线端的接触电阻引起的损耗。由于各种金属材料的电阻率不同，金属损耗随频率和温度增高而增大的程度也不同。电容器在高频电路中工作时，金属损耗占的比例很大。 由于电容器损耗的存在，使加在电容器上的正弦交流电压，与通过电容器的电流之间的相位差不是π/2 ，而是稍小于π/2 ，形成了偏离角δ.δ称为电容器的损耗角。 电容器损耗因数是衡量电容器品质优劣的重要指标之一。各类电容器都规定了在某频率范围内的损耗因数允许值.在选用脉冲、交流、高频等电路使用的电容器时应考虑这一参数。电容器的损耗是电容器的一个非常重要的指标，是衡量电容器品质的重要标志，决定着电容的使用寿命和电容器在电路中的作用效果。 定义：电容器在工作过程因发热而消耗的能量叫电容器的损耗。 电容器的能量损耗来自两方面：介质损耗与金属损耗介质损耗包括 1、介质漏电流引起的电导损耗 2、介质极化引起的极化损耗 金属损耗包括 1、金属极板与引出线接触电阻产生的损耗 2、金属极板电阻产生的损耗 3、引出线电阻产生的损耗 金属损耗随频率和温度的增高而增大，在高频电路工作时，金属损耗占的损耗比例会很高，这点在电容器应用及生产工艺上特别注意。
由于电容器损耗的存在，使加在电容器的电压与电流之间的夹角（相位角）不是理想的90度，而是偏离了一个δ度，这个δ角就称为电容器的损耗角。习惯上以损耗角正切值表示电容器的损耗，实际就是电容器消耗的无功功率，于是也可以这样定义： 电容器的损耗也指电容器在电场作用下，消耗的无功功率与消耗的总功率的比值 其表示式为：电容器损耗角正切值=无功功率÷总功率 或电容器损耗角正切值=无功功率×100÷总功率(得出的值为百分比） 式中，总功率=无功功率+有功功率 有功功率=I有功平方×xc 无功功率=I总平方×R=（I漏+ I有功）平方×R R=金属极板与引出线接触电阻+金属极板电阻+引出线电阻。 本方编辑出自东莞智旭电子工程部
电解电容器的参数特性 上海BIT-CAP技术中心2.1容量 2.1.1标称容量（C R） 电容器设计所确定的容量和通常在电容器上所标出的电容量值。 2.1.2容量公差 容量偏差是指电容器的实际容量离开标称容量的范围，容量偏差一般会标示在出货检验单上和包装箱盒贴上。YM产品的容量公差为±20%。 2.1.3容量偏差等级 为了保证每批电容器容量的一致性，保证客户装在同一台机器上的所有电容器之间的容量偏 差在。特别为每一个电容器贴上表示容量偏差的标签。客户在装机时选用同一标签的电容器装在一台设备内，这样能够有效的保证了同一台设备内的电容器容量的一致性。偏差等级见表1。 容量等级代码容量偏差 D-20%≤Cap＜-15% C-15%≤Cap＜-10% B-10%≤Cap＜-5% A-5%≤Cap＜0 E0≤Cap＜5% F5%≤Cap＜10% G10%≤Cap＜15% H15%≤Cap≤20% 表1容量偏差等级表 2.1.4容量的温度特性 电解电容的容量不是所有的工作温度下都是常量，温度对容量的影响很大。温度降低时，电解液的粘性增加，导电能力下降，容量下降。
图4容量温度特性（测试频率120Hz ） 2.1.5 容量的频率特性 电解电容器的容量决定于温度，还决定于测试频率。容量频率关系：C 代表容量，单位F f 代表频率，单位Hz z 代表阻抗，单位Ω 图5容量频率特性曲线（测试温度20℃） 2.1.6频繁的电压波动及充放电 频繁的电压波动及充放电都会导致容量下降，为了应对频繁的电压波动及充放电的使用条件，特别设计了ER6系列产品（充放电应对品）。详细情况请联系我们。2.2损耗角的正切值tan δ 用于脉动电路中的铝电解电容器，实际上要消耗一部分的有功功率，这可以用损耗角的正切值来表征。损耗角的正切值为在正弦电压下有功功率与无功功率的比值。对于电解电容器较常采用的等效电路，如图6，则损耗角的正切值为： 图6等效串联电路图
在电子电路中，退耦是什么意思？有起滤波作用的所谓滤波电阻吗？ 所谓退耦，既防止前后电路网络电流大小变化时，在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。换言之，退耦电路能够有效的消除电路网络之间的寄生耦合。 退耦滤波电容的取值通常为47~200μF，退耦压差越大时，电容的取值应越大。所谓退耦压差指前后电路网络工作电压之差。 如下图为典型的RC退耦电路，R起到降压作用： 大家看到图中，在一个大容量的电解电容C1旁边又并联了一个容量很小的无极性电容C2 原因很简单，因为在高频情况下工作的电解电容与小容量电容相比，无论在介质损耗还是寄生电感等方面都有显著的差别（由于电解电容的接触电阻和等效电感的影响，当工作频高于谐振频率时，电解电容相当于一个电感线圈，不再起电容作用）。在不少典型电路，如电源退耦电路，自动增益控制电路及各种误差控制电路中，均采用了大容量电解电容旁边并联一只小电容的电路结构，这样大容量电解电容肩负着低频交变信号的退耦，滤波，平滑之作用；而小容量电容则以自身固有之优势，消除电路网络中的中，高频寄生耦合。在这些电路中的这一大一小的电容均称之为退耦电容。 还有些电路存在一些设置直流工作点的电阻，为消除其对于交流信号的耦合或反馈作用就需要在其上并联适当的电容来减少对交流信号的阻抗。这些电容均起到退耦作用称之为退耦电容。 什么是旁路电容、去耦电容、滤波电容?作用是什么? 滤波电容——用在电源整流电路中，用来滤除交流成分，使输出的直流更平滑。 去耦电容——用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。 旁路电容——用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。 去耦电容的作用：去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源，它在减少跨板浪涌电流方面 特别有用。 旁路电容的作用：从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分，另外还可以提供基带滤波功能（带宽受限）。
第31卷 第6期2010年12月 电力电容器与无功补偿 Pow er Capac itor&R eactive Pow er Compensa ti on V o.l31N o.6 D ec.2010 收稿日期:2010 06 02 作者简介:刘尔宁(1979 ),女,助理工程师,主要从事电力电容器工艺技术工作。设计与研究 电容器损耗测量误差及其分析 刘尔宁 (西安西电电力电容器有限责任公司,陕西西安710082) 摘 要:对于原材料介质相同,在同一真空罐内进行真空干燥浸渍处理的几种电压等级、容量相同的电容器,做出厂试验时,损耗角正切tan 测量值相差较大,对引起电容器损耗角正切tan 测量误差的原因进行分析,提出了改进措施。 关键词:电容器; 损耗测量; 误差; 分析 中图分类号:T M531.4 文献标识码:B 文章编号:1674 1757(2010)05 0029 03 LossM easure m ent Error and A nalysis of C apacit or LIU E r ning (X i an the E lectr i c Po w er Capacito r Co.,Ltd.,X i an710082,Ch i n a) Abst ract:Fo r the capac itors,w hich w ith sa m e m ed i u m for ra w m aterials,several vo ltage grades, sa m e capac ity,and i m pregnated in the sa m e vacuum,duri n g its rou ti n e tes,t the d ifference of the loss tangentm easured va l u e is h i g h.The reasons,wh ich causes the tan m easure m en t error o f ca pacito r,is analyzed,and t h e i m prove m ent m easures is pr oposed. K eyw ords:capacito r;l o ss m easure m en;t error;ana l y sis 0 引言 电力电容器介质损耗角正切值(以下简称电容器tan )是电力电容器的重要质量指标之一,电容器tan 的测量对于判断电容器设备的绝缘状况是比较有效的方法。 电容器tan 是在交流电压作用下,电介质中的电流有功分量与无功分量的比值。在一定的电压和频率下,他反映电介质内单位体积中能量损耗的大小,他与电介质的体积尺寸大小无关。因此,较准确测量电容器tan 数值,能直接了解电容器内部介质绝缘情况。 1 电容器tan 的分析 电容器tan 与电容器的电导损耗、电介质损耗以及介质的极化损耗等有关[1 3]。电介质损耗包括固体介质损耗以及液体浸渍剂的损耗;电导损耗主要取决于电容器内部的金属导体,如连接片、内熔丝和放电电阻等,以及相互连接锡焊处的接触电阻;介质的极化损耗主要包括介质内部杂质离子的极化损耗。 由上述分析可知,电容器介质损耗(如聚丙烯薄膜、浸渍剂等)基本上是由原材料决定的;电导损耗与设计参数选择有一定关系;而锡焊连接、浸渍剂的净化处理和除去介质材料中的水分,以及制造过程中各种杂质的污染等,均与制造过程的质量控制有直接关系,尤其是电容器真空干燥处理的效果直接影响电容器损耗(tan )。 但同一时期生产的各种电容器,原材料介质相同,在同1个真空罐内处理的几种电压等级的电容器(容量基本相同),在出厂试验时发现电容器tan 测试值相差较大[4 6]。例如型号为
电力电容器的损耗、损耗角正切和等值电路 电力电容器是一种实际电容器、不是理想电容器，在外施交流电压的作用下，除了会输出一定容量的无功功率Q之外，在电容器的内部介质中、在电容器的极板（铝箔）中、引线等导体中，以及在瓷瓶间的漏泄电流等都会产生一定的有功损耗功率P。通常把电容器的有功功率P与无功功率Q 的比值称做为该电容器的损耗角正切，并用下式表示： 式中：tanδ—电容器的损耗角正切（％）； P—电容器的有功功率（W）； Q—电容器的无功功率（var） 正因为电力电容器不是理想电容器，所以通常要用一个等值电路来表示。 （1）串联等值电路 在此等值电路中，理想电容器C产生的无功功率为： 式中：Q C—电容器的无功功率（var）； X C—电容器C的容抗（Ω）； I C—流过电容器的电流（A） 而在此电路中由电阻r产生电容器的损耗功率为： 式中：P r—由r产生的等值损耗功率I r—流经等值电阻r的电流由式（1）、（2）、（3）可得： 由式（6）可知，当tanδ值很小（例如全膜电容器），X C也很小时（例如大容量集合式电容器），其等值串联电阻也十分微小（通常只有10－3～10－4Ω）。所以在测量大容量全膜介质电容器时，一定要尽一切可能降低测量回路中的接触电阻和导线电阻，以减小测量误差。 （2）并联等值电路
电力电容器除了可用图1所示的串联等值电路来表示外，也可用图2所示的并联等值电路来表示。由图2可得： 式中：U R—等值电路两端的电压（V）； U C—理想电容器两端的电压（V）； X C—电容器的容抗（Ω） 从图2中可知：U R＝U C，所以 由式（9）可以看出，对于低损耗的全膜电容器其并联等值电阻是相当大的，当在电容器内部并联放电电阻会降低其等值电阻R，从而使电容器的实际损耗和损耗角正切增大。 在实际工作中，如能根据具体情况灵活的使用电容器的串联等值电路和并联等值回路，可以给我们的工作带来方便。 薄膜电容电气参数定义及特性（等效电路，问独特性，绝缘电阻） 1 等效电路及等效参数的特性 薄膜电容一般具有如下的等效电路模式： C: 标称电容 L: 等效串联电感( 端脚，金属敷片，绕组等所寄生)
什么是电容器损耗角正切值 正如名词本身“电容损耗角正切值”，就是电容的电损耗的比例；如果对一个电容加上一个电压，除了对电容充电的电流外还有漏掉的电流（电容的漏电流），漏电流被消耗成了热能，因此表示为电阻上的电流。漏电流与纯电容的充电电流之比就是电容损耗角正切值（注意：理论上纯粹的电容是不耗电功率的）。我们国家对于浸渍全纸介质单元，其值应不大于0.0040；对于浸渍纸膜复合介质单元，其值应不大于0.0022；其值对于浸渍全膜介质单元，应不大于0.0015. 单元在其电介质允许最高运行温度下的损耗角正切值应不超过上述相应的规定值。 1、介质损耗 什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
什么是 正如名词本身“电容损耗角正切值”，就是电容的电损耗的比例； 如果对一个电容加上一个电压，除了对电容充电的电流外还有漏掉的电流（电容的漏电流），漏电流被消耗成了热能，因此表示为电阻上的电流。漏电流与纯电容的充电电流之比就是电容损耗角正切值（注意： 理论上纯粹的电容是不耗电功率的）。 我们国家对于浸渍全纸介质单元，其值应不大于0.0040；对于浸渍纸膜复合介质单元，其值应不大于0.0022；其值对于浸渍全膜介质单元，应不大于 0.0015。 单元在其电介质允许最高运行温度下的损耗角正切值应不超过上述相应的规定值。 1、介质损耗 什么是介质损耗： 绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。 2、介质损耗角δ 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角(δ)。简称介损角。 3、介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是指介质损耗角正切值，简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下: 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流Ic和电阻电流IR合成，因此：
这正是损失角δ=(90°-Φ)的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到介损因数。 测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介损增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如： 绝缘受潮、绝缘油受污染、老化变质等等。 测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要参数。
薄膜电容器损耗的频率特性 摘要：高频损耗是薄膜电容器的一个重要的指标，它直接影响整机的可靠性。文章介绍了电容器损耗的概念、损耗的组成、外界因素对损耗的影响；本文运用试验数据说明薄膜电容器的高频损耗随测试频率的增加而增加，两者之间不是线性关系；通过对薄膜电容器生产过程的分析，指出了高频损耗产生的原因以及应采取的措施，并运用0.618法和正交试验法确定了重要工序的主要参数。 关键词：电容器；电容器的损耗；介质损耗；金属损耗；主要技术指标 1 引言 薄膜电容器逐批检验的主要技术指标有：电容量、损耗（损耗角正切值）、绝缘电阻、耐电压、可焊性、外观等，在这些指标中电容器的损耗是一个重要的指标，它直接影响薄膜电容器的产品质量、合格率，影响企业的经济效益。薄膜电容器的损耗不是一个固定的数值，它随测试频率不同而不同，本文就薄膜电容器的损耗与测试频率的关系做一探讨。 2 电容容器损耗的概念 任何实际的电容器，在电场作用下都是要消耗能量的。电容器把贮存或传递的一部分电能转变成热能，其中一部分使电容器发热，温度升高；另一部分消耗在周围环境中。通常我们把电容器在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量叫电容器的损耗。 电容器的损耗是衡量电容器品质优劣的一个重要指标，损耗越大电容器发热越严重，则表明电容器传递能量的效率越差。在极限情况下，有导致电容器破坏的危险，使用频率越高，这种危险性就越大。 3 损耗的组成 电容容器的损耗主要由电容器的介质损耗、漏导损耗和金属部分损耗三部分组成。电容器不是在高温和极低频率情况下工作时，可忽略漏导损耗的影响。这就是说，一般情况下电容器的损耗主要由介质损耗和金属部分损耗组成。 电容容器介质部分的能量损耗主要由电导损耗、极化损耗和电离损耗组成。电容器金属部分的能量损耗主要由电容器引出线的损耗、电容器极板有效电阻引起的损耗、接触电阻引起的损耗组成。 4 电容器损耗与外界因素的关系 4.1 电容器的损耗与频率的关系 在忽略表面漏导的情况下，电容器的损耗主要由介质损耗和金属部分损耗组成。电容器的损耗tgδ随频率f的变化曲线如图1。 图1 电容器的损耗tgδ随频率f的变化曲线
(一) 电容器介质损耗及电容量测量 一、实验背景 电容器是电路中三个最基本的元器件之一。在电路中，作为设计者常需要精确了解电容器的容量和损耗角的大小。测量电容器的电容量和介质损耗通常有多种方法，本实验采用施加交流电信号，通过与一个标准电容器上的电信号比较，测量出被测电容器上容量大小和损耗角。该方法还可用于材料、石油、电力以及化工等领域相关参数的测量。 二、实验目的 1、了解电容器的交流特性参数 2、了解比较法测量方法 3、了解智能化测量仪器的基础 三、实验原理 （一）介质损耗测量的基本理论 一个实际的元件，如电阻器、电容器和电感器，都不可能是理想的，存在着寄生电容、寄生电感和损耗等。也就是说，一个实际的R、L、C元件都含有三个参量：电阻、电感、电容。以电容为例，图1给出了电容器的等效模型。 图1 电容器等效模型
图（a）为理想电容器，阻抗；图(b)为考虑泄漏和介质损耗时的电容器，阻抗 ；图（c）为高频时考虑泄漏、引线电阻和电感时的电容器，阻抗 。本 实验中使用的模型为（b）。 通常用品质因数Q来衡量电感器、电容器以及谐振电路的质量，定义为： （1） 则对图（b）的电容器等效模型而言，其等效导纳为，品质因数为： （2） 上式中的和分别为电容器两端正弦电压的有效值和周期。对电容器而言，常用损耗角和损耗因数来衡量其 质量。把导纳画在复平面上，如图2所示，损耗角的正切为： （3）
图2 电容器介损示意图 损耗因数定义为： （4） 当损耗较小时，即较小时，有： （5） （二）介质损耗测试仪的工作原理 如图3所示，微处理器控制下的标准信号提供了待测电容和标准电容的激励信号，进而得到了标准介质信号 和待测介损信号，更换不同介损的电容器，可得到不同角度的信号。两路信号经放大、滤波、整形后，可得 到标准方波和待测方波两个信号，由处理器采集并计算两路信号的相位差。图中的选择器负责将标准信号和待测信号分时切换到上行测量支路，起到了电路相位自校准作用，得到了电路初始相角差。 待测信号经放大、滤波后分支出一支路送入转换电路和转换器TLC2543中，负责测量电容值。
AVX钽电容的损耗角正切和耗散因数 以下由AVX代理商希望电子整理提供,详细情况请直接访问www.cdindustries.hk 损耗角正切（TAN） 这是一个在电容器的能量损耗的测量。它表示，为棕褐色，是电容器的功率损耗其无功功率分为一组指定的正弦电压频率。也用的术语是功率因数，损耗因子和介电损耗。 COS（90 - ）是真正的功率因数。 “使用测量进行测量谭桥梁，提供一个0.5V RMS120Hz的正弦信号，免费谐波的2.2Vdc的偏见https://www.doczj.com/doc/cd12766092.html, 。 耗散因数（D.F.）。 耗散因数测量的切线损耗角（TAN），以百分比表示。测量DF是开展测量桥梁供应一个0.5V RMS120Hz的正弦信号，免费谐波与偏见2.2Vdc。 DF值是温度和频率依赖性。注意：对于表面贴装产品所允许的最大DF值表示的收视率表是很重要请注意，这些限额会见了由组件后基板上焊接。 耗散因数的频率依赖性 随着频率的增加损耗因数所示钽和OxiCap庐电容器的典型曲线相同的： 耗散与温度的关系 耗散系数随温度变化的典型曲线表演。这些地块是钽和OxiCap相同?电容器。对于最高限额，请参阅的评分表。 AVX钽电容的阻抗(Z)。 这是电流电压的比值，在指定的频率。三个因素促成了钽电容器的阻抗;半导体层的电阻电容价值和电极和引线电感。在高频率导致的电感成为一个限制因素。温度和频率的行为确定这三个因素的阻抗行为阻抗Z。https://www.doczj.com/doc/cd12766092.html, 阻抗是在25° C和100kHz。 AVX钽电容的等效串联电阻ESR。 阻力损失发生在一切可行的形式电容器。这些都是由几种不同的机制，包括电阻元件和触点，粘性势力内介质和生产旁路的缺陷电流路径。为了表达对他们的这些损失的影响视为电容的ESR。 ESR的频率依赖性和可利用的关系;ESR=谭δ2πfC其中F是赫兹的频率，C是电容法拉。ESR是在25 ° C和100kHz的测量。https://www.doczj.com/doc/cd12766092.html, ESR是阻抗的因素之一，在高频率（100kHz和以上）就变成了主导因素。从而ESR和阻抗几乎成了相同，阻抗仅小幅走高。 AVX钽电容的阻抗和ESR的频率依赖性。 ESR和阻抗都随频率的增加。在较低频率值作为额外的贡献分歧阻抗（由于电容器的电抗）变得更加重要。除了1MHz的（和超越电容的谐振点）阻抗再次增加由于电感，电容的。典型ESR和阻抗值是类似的钽，铌氧化物材料，从而在相同的图表都有效钽电容和OxiCap?电容器www.smdinc.hk 。 AVX代理谈钽电容的阻抗与温度的关系 和ESR。在100kHz，阻抗和ESR的行为相同，随着温度的升高下降的典型曲线
常用电容器主要参数与特点 1、标称电容量和允许偏差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。 电解电容器的容值，取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗。因此容值，也就是交流电容值，随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。在标准JISC 5102 规定：铝电解电容的电容量的测量条件是在频率为120Hz，最大交 流电压为0.5Vrms（Voltage Root Mean Square，通常指交流电压的有效值），DC bias （直流偏压直流偏置直流偏移直流偏磁）电压为1.5 ～2.0V 的条件下进行。可以断言，铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。 电容器中存储的能量 E = CV^2/2 电容器的线性充电量 I = C （dV/dt） 电容的总阻抗（欧姆） Z = √ ［RS^2 + （XC – XL）^2 ］ 容性电抗（欧姆） XC = 1/（2πfC） 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。 精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%） 一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。 2、额定电压 在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标
注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。 3、绝缘电阻 直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。 当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉0.1uf 时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好。 电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。 4、损耗 电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。 在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。 5、频率特性 随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。 电容器参数的基本公式 6、相位角Ф 理想电容器：超前当前电压90度 理想电感器：滞后当前电压90度 理想电阻器：与当前电压的相位相同 7、耗散系数（%）
实验九、用数字电桥测量电容值和损耗因数 一、实验目的 1、 了解电容的损耗因数参数的作用 2、 掌握如何利用数字电桥测量电容值和损耗因数 二、实验器材 DF2811A 型数字电桥仪，若干电容和电感 三、实验原理 1、电容器是我们经常使用的无源元器件之一，其参数主要有容量与误差、额定工作电压、温度系数、绝缘电阻、损耗和频率特性等。电容的电压和电流的关系为?=idt C U c 1。另外，从实际应用的角度来看，阻抗是其更为基础和重要的参数。 （1）、电容的等效电阻和等效电感： 阻抗是指在交流电情况下，元件抵抗电流的作用，对于电容而言，就是指容抗，用公式表示就是jwC c Z 1=。它的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小，频率愈低则容抗愈大。 对于理想电容来说，其容抗就是公式所描述的值，相位角（θ）在纯电容是-90度，表明电压滞后电流90度。而在实际应用中，由于制作工艺的限制，并没有理想的电容，任何电容都或多或少地存在着一定的寄生特性，特别是电容在频率较高的时候，就不容忽视。其等效模型如下图所示： 当频率很高时，电容不再被当做集总参数看待，寄生参数的影响不可忽略。寄生参数包括Rs 等效串联电阻（ESR ）和Ls 等效串联电感（ESL ）。电容器实际等效电路如图a 所示，其中C 为静电容，Rp 为泄漏电阻，也称为绝缘电阻，值越大（通常在GΩ级以上），漏电越小，性能也就越可靠。因为Rp 通常很大（GΩ级以上），所以在实际应用中可以忽略，Cda 和Rda 分别为介质吸收电容和介质吸收电阻。介质吸收是一种有滞后性质的内部电荷分布，它使快速放电后处于开路状态的电容器恢复一部分电荷。 ESR 和ESL 对电容的高频特性影响最大，所以常用如图（b ）所示的串联RLC 简化模型，可以计算出谐振频率和等效阻抗： ESR 是Equivalent Series Resistance 的缩写，即“等效串联电阻”。理想的电容自身不会有任何能量损失，但实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗。这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串联在一起，所以就称为“等效串联电阻”。和ESR 类似的另外一个概念是ESL ，也就是等效串联电感。早期的卷制电感经常有很高的ESL ，容量越大的电容，ESL 一般也越大。ESL 经常会成为ESR
正如名词本身“电容损耗角正切”，就是电容的电损耗的比例： 如果对一个电容加上一个电压，除了对电容充电的电流外还有漏掉的电流（电容的漏电流），漏电流被消耗成了热能，因此表示为电阻上的电流。漏电流与纯电容的充电电流之比就是电容损耗角正切值（注意： 理论上 纯碎的电容是不耗电功率的）。 我们国家对于浸渍全纸介质单元，其值应不大于0.004，对于浸渍纸膜复合介质单元，其值应不大于0.0022,；其值对于浸渍全膜介质单元，应不大于 0.0015. 单元在其电介质允许最高运行温度下的损耗角正切值应不超过上述相应的规定值。 1.介质损耗 什么是介质损耗： 绝缘材料在电场作用下，由于介质点到和介质计划的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损耗，简称 介损。 2.介质损耗角δ 什么是电容器损耗角正切值 在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角（功率因数角Φ）的余角（δ），简称介损角。 3.介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是值介质损耗角正切， 简称介损角正切。介质损耗因数的定义如
下： 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流IC 和电阻电流IR合成，因此： 这正是损耗角δ=90-Φ的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到的损耗因数。 测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介质损耗增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如： 绝缘受潮、绝缘 油污染、老化变质等等。 测量介损的同时，也能得到试品的电容量。 如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量 也是一个重要参数。
什么是电容器损耗角正 切值 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
什么是电容器损耗角正切值 正如名词本身“电容损耗角正切”，就是电容的电 损耗的比例： 如果对一个电容加上一个电压，除了对电容充电的电流外还有漏掉的电流（电容的漏电流），漏电流被消耗成了热能，因此表示为电阻上的电流。漏电流与纯电容的充电电流之比就是电容损耗角正切值（注意：理论上纯碎的电容是不耗电 功率的）。 我们国家对于浸渍全纸介质单元，其值应不大于，对于浸渍纸膜复合介质单元，其值应不大于,；其值对于浸渍全膜介质单元，应不大于.单元在其电介质允许最高运行温度下的损耗角正切值应不超过上述相应的规定值。 1.介质损耗 什么是介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质点到和介质计划的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损耗，简称介损。 2.介质损耗角δ
在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角（功率因数角Φ）的余角 （δ），简称介损角。 3.介质损耗正切值tgδ 又称介质损耗因数，是值介质损耗角正切，简称介损角正切。介质损耗因数的定义如下： 如果取得试品的电流相量和电压相量，则可以得 到如下相量图： 总电流可以分解为电容电流IC和电阻电流IR合 成，因此： 这正是损耗角δ=90-Φ的正切值。因此现在的数字化仪器从本质上讲，是通过测量δ或者Φ得到 的损耗因数。 测量介损对判断电气设备的绝缘状况是一种传统的、十分有效的方法。绝缘能力的下降直接反映为介质损耗增大。进一步就可以分析绝缘下降的原因，如：绝缘受潮、绝缘油污染、老化变质等 等。 测量介损的同时，也能得到试品的电容量。如果多个电容屏中的一个或几个发生短路、断路，电容量就有明显的变化，因此电容量也是一个重要 参数。
很多电子产品中，电容器都是必不可少的电子元器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，使用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等。 一、电容器的主要性能 电容器的电气性能一般有四个主要参数，它们是： 1标称电容量及偏差 某一个电容器上标有220nT，表示这个电容器的标称电容量为220nF，实际电容量应220nF±5％之内，此处T表示容量误差为±5％。若T改为K，表示误差为±10％；改为M 表示误差为±20％。 云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下)；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约在0005μF～10μF)；通常电解电容器的容量较大。 2额定电压 电容器上还标有额定电压值，即在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器在工作时，其上承受的直流电压应小于额定电压。选择电容器额定电压的原则如下： 1)低压时，实际工作电压与额定电压的比率可以高一些。 2)高压时，实际工作电压与额定电压的比率要低一些。 3)工作于交流状态或直流上的脉动交流成份比较大时，比率要选低一些，频率越高，比率越低。 4)要求可靠性高时，比率要选低一些。 电容器应用在高压场合时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值。 3绝缘电阻 理想的电容器，在其上加有直流电压时，应没有电流流过电容器，而实际上存在有微小的漏电流。直流电压除以漏电流的值，即为电容器的绝缘电阻。现在CL11、CBB22等塑料薄膜电容器的绝缘电阻值可达到5000MΩ以上。电容器的绝缘电阻是一个不稳定的电气参数，它会随着温度、湿度、时间的变化而变化。 4损耗角正切值 损耗角正切值，简称损耗或写成tgδ。当交流电流通过电容器时，其上有一个交流电压降，对于理想的电容器，其两端的交流电压乘上流过的电流所得的值称为无功功率，此时，电容器不会发热。实际的电容器会产生微小的热量，其发热的功率称为有功功率。有功功率与无功功率之比称为损耗角正切值。例如CBB22型电容器的损耗约在万分之五左右，也就是说发热功率占无功功率的万分之五。在电压值为基准的矢量图上，不发热的电流超前它90°，发热的电流与它同相，正好是直角三角型的两个直角边，发热的电流(阻性电流)与不发热的电流(容性电流)之比即为损耗，也就是正切值。电容器的损耗受工作频率的影响较大，一般而言，均随频率的增高而增大，但也有例外。例如：某电容器在1kHz时比在100Hz时的损耗还要小。
电力电容器的损耗、损耗角正切和等值电路电力电容器是一种实际电容器、不是理想电容器，在外施交流电压的作用下，除了会输出一定容量的无功功率Q之外，在电容器的内部介质中、在电容器的极板（铝箔）中、引线等导体中，以及在瓷瓶间的漏泄电流等都会产生一定的有功损耗功率P。通常把电容器的有功功率P与无功功率Q的比值称做为该电容器的损耗角正切，并用下式表示： 式中：tanδ—电容器的损耗角正切（％）； P—电容器的有功功率（W）； Q—电容器的无功功率（var） 正因为电力电容器不是理想电容器，所以通常要用一个等值电路来表示。（1）串联等值电路 在此等值电路中，理想电容器C产生的无功功率为： 式中：Q C —电容器的无功功率（var）； X C —电容器C的容抗（Ω）； I C —流过电容器的电流（A） 而在此电路中由电阻r产生电容器的损耗功率为： 式中：P r —由r产生的等值损耗功率I r —流经等值电阻r的电流由式（1）、（2）、 （3）可得：
由式（6）可知，当tanδ值很小（例如全膜电容器），X C 也很小时（例如大容量集合式电容器），其等值串联电阻也十分微小（通常只有10－3～10－4Ω）。所以在测量大容量全膜介质电容器时，一定要尽一切可能降低测量回路中的接触电阻和导线电阻，以减小测量误差。 （2）并联等值电路 电力电容器除了可用图1所示的串联等值电路来表示外，也可用图2所示的并联等值电路来表示。由图2可得： 式中：U R —等值电路两端的电压（V）； U C —理想电容器两端的电压（V）； X C —电容器的容抗（Ω） 从图2中可知：U R ＝U C ，所以