电容知识
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电容知识大全
第1讲:电容的特性(隔直流通交流)
电容器是一种能储存电荷的容器.它是由两片靠得较近的金属片,中间再隔以绝缘物质而组成的.按绝缘材料不同,可制成各种各样的电容器.如:云母.瓷介.纸介,电解电容器等.在构造上,又分为固定电容器和可变电容器.电容器对直流电阻力无穷大,即电容器具有隔直流作用.电容器对交流电的阻力受交流电频率影响,即相同容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗.为开幺会出现这些现象呢这是因为电容器是依靠它的充放电功能来工作的,如图1,电源开关s未合上时.电容器的两片金属板和其它普通金属板样是不带电的。
当开关S合上时,如图2所示,电容器正极板上的自由电子便被电源所吸引,并推送到负极板上面。
由于电容器两极板之间隔有绝缘材料,所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆积起来.正极板便因电子减少而带上正电,负极板便因电子逐渐增加而带上负电。
电容器两个极板之间便有了电位差,当这个电位差与电源电压相等时,电容器的充电就停上了.此时若将电源切断,电容器仍能保持充电电压。
对已充电的电容器,如果我们用导线将两个极板连接起来,由于两极板间存在的电位差,电子便会通过导线,回到正极板上,直至两极板间的电位差为零.电容器又恢复到不带电的中性状态,导线中也就没电流了.电容器的放电过程如图3所示.加在电容器两个极板上的交流电频率高,电容器的充放电次数增多;充放电电流也就增强;也就是说.电容器对于频率高的交流电的阻碍作用就减小,即容抗小,反之电容器对频率低的交流电产生的容抗大.对于同一频率的交流电电.电容器的容量越大,容抗就越小,容量越小,容抗就越大.。
说到电子产品,电容算是一种常用的器件了,无论电源电路、音频电路、射频电路都统统离不开它,今天就来一起分享下电容的基础知识。
一、电容的含义电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下的电荷的储藏量,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,储存的电荷量则称为电容。
电容的公式为:C=εS/4πkd其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。
常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。
在电容元件两端电压u的参考方向给定时,若以q表示参考正电位极板上的电荷量,则电容元件的电荷量与电压之间满足q=Cu。
电流等于单位时间内通过某一横截面的电荷量,所以得到I=dq/dt,因此电流与电容的关系是I=dq/dt =C(du/dt) 。
该式表明,电流的大小与方向取决于电压对时间的变化率,电压增高时,du/dt》0,则dq/dt》0,i》0,极板上电荷增加,电容器充电;电压降低时,du/dt《0,则dq/dt 《0,i《0,极板上电荷减少,电容器反向放电。
当电压不随时间变化时,du/dt=0,则电流I=0,这时电容元件的电流等于零,相当于开路。
故电容元件有隔断直流的作用。
二、电容的容值电容的符号是C,在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等,换算关系如下:1法拉(F) = 1000毫法(mF) = 1000000微法(μF);1微法(μF) = 1000纳法(nF) = 1000000皮法(pF)。
三、电容的参数1.标称容值与误差电容量即电容加上电荷后储存电荷的能力大小。
电容量误差是指其实际容量与标称容量间的偏差,通常有±10%、±20%,用在射频电路中PI匹配中的电容±0.5%、±0.75%的小误差电容。
电容知识点总结高中一、基本概念1. 电容的定义电容是指两个带电体分别带有异号电荷时,它们之间的电位差与它们两者之间的电荷量之比。
一般用C表示,单位为法拉(F)。
2. 电容的公式电容C的计算公式为:C = Q/V,其中Q表示电容器上的电荷,V表示电容器上的电位差。
3. 电容的意义电容是电器元件电学参数之一,是指电容器装有一定电荷时,电容器上的电压与电荷量的比值。
电容能够存储电荷,使电路在短时间内能够放电以及充电,是电路中不可或缺的元件。
二、电容的分类1. 固定电容和变量电容固定电容指的是电容值不可变的电容器,而变量电容指的是可以调节电容值的电容器。
2. 极板式电容和电介质式电容极板式电容是指由两个导体板构成的电容器,而电介质式电容则是利用电介质的电容性质来实现电容的存储。
3. 电解质电容和陶瓷电容电解质电容是指电容器的绝缘介质是电解质,它具有大的电容值以及较小的介质损耗,适用于直流工作电路;而陶瓷电容是指电容器绝缘介质是陶瓷,具有小的电容值和较大的介质损耗,适用于高频工作电路。
4. 固态电容和电解电容固态电容是由电解质涂层、铝箔和电介质薄膜组成的,可以实现超高电容密度;而电解电容是通过电解质的存在来存储电荷,其电容量大,但温度稳定性较差。
三、电容的工作原理电容利用导体之间存在电场来存储电荷,其存储电荷的量与电容器的电容值有关。
当在两个导体板之间加上电压时,其中一个导体板带正电荷,另一个导体板带负电荷,形成一个电场,电场中有电势能的储存。
四、电容的特性1. 零频率电容值电容器在不同频率下的电容值会有所不同,当频率为零时,称之为零频率电容值。
2. 耐压能力电容的耐压能力表示了电容器所能承受的最大电压值,如超过该电压值,容易造成电容故障。
3. 介质常数介质常数表示了电介质在储存电荷时的效率,介质常数越大,电容器的电容值也越大。
4. 温度稳定性电容的温度稳定性表示了电容器在不同温度下的电容值变化情况,温度稳定性好的电容器在不同温度下的电容值变化较小。
电容的基础知识电容(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=1000000μF1μF=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、电解电七、电容的标称及识别方法1. 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。
电容电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下的电荷储藏量,记为C,国际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,储存的电荷量则称为电容。
因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。
电容从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质,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、信在电路学里,给定电势差,电容器储存电荷的能力,称为电容(capacitance),标记电容的符号是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,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)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)。
电容与电池容量的关系:w=0.5cuu相关公式一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法,即:C=Q/U 但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即:C=εS/4πkd 。
其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。
常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。
定义式:C=Q/U电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn三电容器串联:C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)理论简介电容是指容纳电场的能力。
任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场就有电容,电容是用静电场描述的。
§1-3 电容器很多电子产品中,电容器都是必不可少的电子元器件,它是一种储能元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时等。
一、电容器与电容量1.电容器电容器就是储存电荷的容器。
在两个导体之间隔以绝缘物即可构成一个电容器。
这两个导体叫做电容器的极板,而中间的绝缘物称为介质。
电容器的图形符”,文字符号为“C ”。
为了衡量电容器储存电荷本领的大小,引入电容量这一物理量,其定义为:电容器任一极板上所储存的电荷量Q 与两极板间电压U 的比值,叫做电容器的电容量,用符号“C ”表示。
即:C =U q (1-11) 式中 q ——任一极板上的电荷量,C ;U ——两极板间的电压,V ;C ——电容量,F 。
在实际使用中,一般电容器的电容量都比较小,因而常用比较小的单位,如微法(μF )、纳法(nF )和皮法(pF )。
它们之间的换算关系为:1μF =10-6 F1nF =10-9 F1pF =10-12 F使电容器带电的过程称为充电,使电容器失去电荷的过程称为放电。
电容器和电容量通常都被称为电容,但两者的意义不同。
前者表示元件的名称,后者表示物理量的名称。
电容器制造好以后,电容量就是一个定值。
但不只是成品电容器中才有电容量,实际上任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体之间都存在有一定的电容量。
二、电容器的种类和额定值1.电容器的种类电容的种类有很多,从原理上可以分为: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;从容量是否可调可以分为:固定电容器、可变电容器、微调电容器等。
常用的几种电容器如图1-17所示。
图1-17 常用的几种电容器2. 电容器的主要性能指标电容器的性能指标有标称容量、允许误差、额定工作电压、介质损耗和稳定性等。
其中最主要的指标是电容量、允许误差和额定工作电压,一般都直接标在成品电容器的外壳上,常称为电容器的标称值。
电容知识点笔记总结一、电容的基本概念电容是指储存电荷的器件,是电子电路中常用的被动元件之一。
电容器由两个导体板和其间的绝缘材料组成,当两个导体板上分别带有相等但异号的电荷时,就产生了电场,这种导致器件两个导体板上的电荷储存的器件就是电容器,电场的大小与存储的电荷量成正比,与两板间距离成反比。
二、电容的基本参数1.电容量电容器的电容量是指储存单位电压下的电荷量,单位是法拉(F)。
通常用微法(F)和皮法(pF)来表示。
2.电压电容器两极之间的电压就是电压。
3.极性极性是指电容器两极之间的正负性。
三、电容的类型1.固定电容2.变压电容3.可变电容4.超级电容四、电容与电感的区别电容和电感是电路中的两个主要元件。
它们的性质和原理有着明显的区别。
1.储存物质不同:电容储存的是电荷,而电感储存的是能量。
2.阻抗性质不同:电容对直流电有阻抗,而对交流电没有阻抗;而电感对交流电有阻抗,对直流电没有阻抗。
五、电容的应用1.隔直耦合2.交流滤波3.信号耦合4.定时器5.调谐电路六、电容的充电和放电1.电容的充电当一个电容器和电源连接,电容器两极之间形成电场,极板上带有异号的电荷,在连接的一瞬间,电流从电源流入电容器,当电容器上的电场强度达到电源电压值时,电流为零,电容器被充满。
2.电容的放电当电容器上的电荷以电流的形式流出,电容器极板上的电荷减少,直至电容器上的电荷被耗尽。
七、电容的串联与并联1.电容的串联电容的串联就是将多个电容器的正极和负极依次相连接,串联时电容的总电压等于各电容的电压之和,总电容等于各电容的倒数之和。
2.电容的并联电容的并联是将多个电容器的正极和负极分别相连,并联时电容的总电压等于各电容的电压之和,总电容等于各电容的和。
八、电容的存储和延迟1.电容的存储电容器可以储存电荷和电能。
2.电容的延迟电容器对交流电有延迟作用,因为交流电的频率很高,在电流周期内电容器储存的电量有一定的延迟。
九、电容的特性1.电容器的自愈振动特性当电容器正负极器件电压变化太快时,电容器两极之间就会产生振荡。
维修必用的电容知识
电容是一种常见的电子元件,广泛应用于各种电路中。
在维修电路时,我们经常需要了解电容的相关知识。
以下是维修必用的电容知识:
1. 电容的基本概念
电容是一种可以存储电荷的元件,它是由两个导体板和之间的绝缘介质组成。
电容的电容量取决于两个导体板之间的距离和介质的特性。
2. 电容的类型
电容分为固定电容和可变电容两种类型。
固定电容是指电容的电容量是固定的,无法调节;而可变电容可以通过调节电容器的旋钮或拉杆来改变电容量。
3. 电容的单位
电容的单位是法拉(Farad),一法拉等于电容器在电压为1伏特时存储1库仑电荷的能力。
4. 电容的测试
在维修电路时,我们需要测试电容的电容值,以确定电容是否正常。
常用的电容测试方法有使用万用表、LCR仪和电容测试仪等。
5. 电容的故障
电容的故障表现为电容值偏小或变化不稳定,甚至无法充电或充电速度极慢等。
当出现这些故障时,需要进行更换或修理。
以上是维修必用的电容知识,希望能对维修电路有所帮助。
经典电容知识(很全)广告电容的分类一、电容所谓电容,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,通交流,隔直流。
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。
电容的用途非常多,主要有如下几种:1.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组件提供低阻抗通路。
3.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4.滤波:这个对DIY而言很重要,显卡上的电容基本都是这个作用。
5.温度补偿:针对其它组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。
6.计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
7.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。
8.整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关组件。
9.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。
二、电容的单位电容的基本单位是: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=1000000μF1μF=1000nF=1000000pF三、电容的计算方法1.电容的计算公式2.电容的阻抗的计算交流电是能够通过电容的,但是电容对交流电仍然有阻碍作用。
电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。
电容量大,交流电容易通过电容,说明电容量大,电容的阻碍作用小;交流电的频率高,交流电也容易通过电容,说明频率高,电容的阻碍作用也小。
实验证明,容抗和电容成反比,和频率也成反比。
如果容抗用X C 表示,电容用C表示,频率用f表示,那么容抗的单位是欧。
知道了交流电的频率f和电容C四、电容的型号命名:1)各国电容器的型号命名很不统一,国产电容器的命名由四部分组成:第一部分:用字母表示名称,电容器为C。
贴片电容贴片电容(单片陶瓷电容器)是目前用量比较大的常用元件,就AVX公司生产的贴片电容来讲有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的规格,不同的规格有不同的用途。
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。
封装DC=50V DC=100V
0805 0.5---1000pF 0.5---820pF
1206 0.5---1200pF 0.5---1800pF
1210 560---5600pF 560---2700pF
2225 1000pF---0.033μF 1000pF---0.018μF
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。
封装DC=50V DC=100V
0805 330pF---0.056μF 330pF---0.012μF
1206 1000pF---0.15μF 1000pF---0.047μF
1210 1000pF---0.22μF 1000pF---0.1μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---0.56μF
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。
封装DC=25V DC=50V
0805 0.01μF---0.12μF 0.01μF---0.1μF
1206 0.01μF---0.33μF 0.01μF---0.27μF
1210 0.01μF---0.68μF 0.01μF---0.47μF
2225 0.01μF---1μF 0.01μF---1μF
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
封装DC=25V DC=50V
0805 0.01μF---0.39μF 0.01μF---0.1μF
1206 0.01μF---1μF0.01μF---0.33μF
1210 0.1μF---1.5μF 0.01μF---0.47μF
2225 0.68μF---2.2μF 0.68μF---1.5μF
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。
不同的公司命名方法可能略有不同。