电容的作用和工作原理

电容的工作原理

一、基本原理

电容器的基本原理可以用图1-1来描述

当在两个正对的金属电极上施加电压时，电荷将据电压的大小被储存起来

基本公式：

Q=C*V

W=1/2* C*V^2；

di=C*dv/dt；

C[F]=ε0·ε·S/t

Q:电量( C )

V:电压(V )

C:电容量(F)

S：电极面积[m2]

t：介质厚度[m]

ε：相对介电常数

ε0:介质在真空状态下的介电常数(=8.85x10-12 F/M) 铝氧化膜的相对介电常数为7~8，要想获得更大的电容，可以通过增加表面积S或者减少其厚度t来获得。

表1-1列出了电容器中常用的几种典型的介质的相对介电常数，在很多情况下，电容器的命名通常是根据介质所使用的材料来决定的，例如：铝电解电容器、钽电容器等。

介质

相对介电常数 介质

相对介电常数

铝氧化膜

7 ~ 8

陶瓷 10~120

薄膜树脂

3.2 聚苯乙烯

2.5

云母

6 ~ 8

钽氧化膜

10 ~20

二、常见电容类型

一般根据电极、电介质材料来分有如下：

1、铝电解电容

极性电容，它的正极、负极、电介质是什么呢？经常有人会混淆，其实分别是正极铝箔、三氧化二铝（附在正极铝箔的一面）、电解液（通过负极铝箔做引脚搭接）

2、钽电解电容

极性电容，正极、负极、电介质分别是：钽丝、二氧化锰MnO2（石墨、银层做引脚搭接）、五氧化二钽Ta2O5（在制造过程中形成）

3、片状多层陶瓷电容（MLCC）

无极性；贴片式；多层层叠；正负极为金属电极、电介质是陶瓷材料

4、引线式多层陶瓷电容（独石电容）

无极性；插脚式；是用MLCC电容焊接两个引脚，然后把芯用包封材料制造而成；CC41、CT41就属于这类

5、圆形陶瓷电容（瓷介电容）

无极性；单层；正负极为金属电极、电介质是陶瓷材料；个头比较大，一般为高压电容；CC81、CT81就属于这类

6、薄膜电容

无极性；多层层叠或卷绕；正负极为金属电极、电介质是有机薄膜材料；比如：聚乙烯、聚脂等

电容在电路中的作用及电容滤

波原理（总5页） 电容在电路中的作用及电容滤波原理？

电容器在电子电路中儿乎是不可缺少的储能元件，它具有隔断直流、连通交流、阻止低频的 特性。广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。熟悉电容器 在不同电路中的名称意义，有助于我们读懂电子电路图。

1、 滤波电容：接在直流电源的正、负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流 电变平滑。一般采用大容量的电解电容器或袒电容，也可以在电路中同时并接其他类型的小容量 电容以滤除高频交流电。

2、 去耦电容：幷接在放大电路的电源正、负极之间，防止由于电源内阻形成的正反馈而引起 的寄生震荡。

3、 耦合电容：接在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的 级间连接，用以隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影 响。

4、 旁路电容：接在交、直流信号的电路中，将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公 共电位上，为交流信号或脉冲信号设置一条通路，避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。

5、 调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。

6、 衬垫电容与谐振电容：主电容串联的辅助性电容，调整它可使振荡信号频率范围变小，幷 能显着地提高低频端的振荡频率。

是当地选定衬垫电容的容量，可以将低端频率曲线向上提升，接近于理想频率跟踪曲线。

7、 补偿电容：与谐振电路主电容并联的辅助性电容，调整该电容能使振荡信号频率范围扩 大。

8、 中和电容：并接在三极管放大器的基极与发射极之间，构成负反馈网络，以抑制三极管间 电容造成的自激振荡。

9、 稳频电容：在振荡电路中起稳定振荡频率的作用。

10、 定时电容：在RC时间常数电路中与电阻R串联，共同决定充放电时间长短的电容。

11、 加速电容：接在振荡器反馈电路中，使正反馈过程加速，提高振荡信号的幅度。

电容工作原理及作用

电容工作原理及作用

电容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（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。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。

电容的作用

作为无源元件之一的电容，其作用不外乎以下几种：

1、应用于电源电路，实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之：

1）旁路

旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。 就像小型可充电电池样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和

地

管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

2）去藕

去藕，又称解藕。 从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。

去藕电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、 0.01μF 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10μF 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。

电容原理及应用方法

电容是板卡设计中必用的元件，其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一个很重要的方面。

①电容的功能和表示方法。

由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成。电容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容在电路中用“C”加数字表示，比如C8，表示在电路中编号为8的电容。

②电容的分类。

电容按介质不同分为：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。按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。

③电容的容量。

电容容量表示能贮存电能的大小。电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，容抗与交流信号的频率和电容量有关，容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)。

④电容的容量单位和耐压。

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。

每一个电容都有它的耐压值，用V表示。一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

⑤电容的标注方法和容量误差。

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。