电容器的原理简介
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电容的原理及应用讲解一、电容的基本概念电容是电路中常见的一种 pass-device(耦合器件),具有储存电荷和储存能量的功能。
当两个导体间有电压差,且被一种绝缘介质隔开时,这种结构就形成了电容。
电容由两个电极和一个绝缘介质组成。
其中,两个电极可以是金属板、延展性的导电聚合物等,而绝缘介质可以是氧化铝、聚酰亚胺等。
二、电容的工作原理电容的工作原理基于两个重要概念:电荷和电压。
1. 电荷电荷是电容器的一个重要属性,描述了物体所带的电性。
电荷可以正或负,带电体之间的相互作用是由电荷决定的。
在电容中,当电荷积聚在电极上时,就会形成电场和电势差。
2. 电压电压是描述电场强度的物理量,代表了单位正电荷从一个点到另一个点所需的能量差。
在电容中,两个电极之间的电势差形成了电场,电场的强弱取决于电荷的数量和电容器的结构。
基于电荷和电压的概念,我们可以解释电容的工作原理了。
当电容上施加电压时,正电荷会聚集在一个电极上,而负电荷则聚集在另一个电极上。
这样,两个电极之间就产生了电场,电容器储存了一定数量的电荷和能量。
当电压去除时,电容会释放储存的电荷和能量。
三、电容的应用电容器在电路中有广泛的应用,下面列举了一些常见的应用场景:1. 能源储存电容器可以用来储存能量,常见的应用是在电子设备中作为备用电源。
当主电源出现故障时,电容器可以提供短暂的电能供应,防止数据丢失或设备损坏。
2. 信号滤波由于电容器有储存电荷和能量的能力,可以被用于信号滤波。
具体来说,电容器可以通过吸收高频信号而将其滤除,从而保留低频信号。
3. 电路解耦在大型集成电路中,不同的模块之间通常需要进行解耦。
电容器可以用来提供模块间的电能供应,防止一个模块的电压波动影响到其他模块的正常工作。
4. 感应器电容器可以被用作感应器,用于检测物体的接近程度或测量湿度。
通过测量电容的变化,可以获得相关物理量的信息。
5. 电路延迟电容器可以用作电路的延迟元件。
通过合理设计电容的数值和电路的连接方式,可以实现延迟信号传输的功能。
电容器的工作原理电容器是一种常见的电子元器件,广泛应用于电子设备、电力系统、通信系统等领域。
它具有存储电能、调节电压、滤波等功能,在电路中起到重要作用。
以下是关于电容器工作原理的详细介绍。
1. 电容器的基本结构电容器由两个导体板之间夹有绝缘介质而组成。
导体板通常由金属制成,如铝或银等。
而绝缘介质可以是空气、陶瓷、塑料薄膜等。
导体板和绝缘介质之间的空间形成一个电场。
2. 电容器的电荷存储原理当电容器连接到电源时,正电荷从电源流向一个导体板,负电荷从另一个导体板流向电源。
导体板上的电荷不断累积,直到电场达到饱和。
此时,电容器存储了一定量的电荷。
3. 电容器的电压调节原理电容器可以调节电路中的电压。
当电容器与电源相连时,电荷在电容器导体板上累积,电压也逐渐上升。
但一旦电容器断开与电源的连接,由于导体板上的电荷无法流动,电容器的电压将开始下降。
4. 电容器的滤波原理电容器还能在电路中起到滤波作用。
在交流电路中,电容器可以通过充电和放电的过程来滤除高频信号的干扰。
当高频信号经过电容器时,由于电容器对频率较高的电压变化敏感,会将高频信号短路,使其无法通过电容器。
5. 电容器的频率依赖性电容器的存储电荷能力随着频率的变化而变化。
在直流电路中,电容器可以存储较多的电荷。
但在交流电路中,电容器由于频率较高的电压变化,在单位时间内无法累积大量的电荷,存储电荷能力减弱。
6. 电容器的容值及其影响电容器的容值指的是它能够存储的电量大小。
容值越大,电容器可以存储更多的电荷,相应的存储电能能力也更强。
电容器的容值通常以法拉(Farad)为单位进行表示。
7. 电容器的极性及其影响有些电容器是极性电容器,它们具有正负极之分,只能按照规定的方向连接电路。
而非极性电容器则没有正负极之分,可以任意连接。
连接方式的错误会导致电容器的损坏或电路的不正常工作。
8. 电容器的选择和应用在电路设计中,选择适合的电容器很重要。
根据电路的需求,可根据容值、极性、尺寸等因素进行选择。
电容器的结构和工作原理是什么一、关键信息1、电容器的定义2、电容器的结构组成3、电容器的工作原理4、电容器的相关参数5、电容器在电路中的作用二、电容器的定义11 电容器是一种能够储存电荷的电子元件,它由两个导体(通常称为极板)以及它们之间的绝缘介质(电介质)组成。
三、电容器的结构组成111 极板:电容器的两个导体极板是储存电荷的主要部分。
极板的材料通常是金属,如铝、铜等,其形状和大小可以根据不同的应用需求而有所不同。
112 电介质:位于两个极板之间的绝缘物质称为电介质。
常见的电介质包括空气、陶瓷、塑料薄膜、云母等。
电介质的作用是增加电容器的电容值,并阻止极板之间的电荷直接导通。
四、电容器的工作原理12 当电容器的两个极板之间加上电压时,极板上就会积累电荷。
在这个过程中,一个极板上积累正电荷,另一个极板上积累负电荷,直到极板之间的电压与外加电压相等为止。
此时,电容器就储存了一定的电荷量。
121 电容的大小与极板的面积成正比,与极板之间的距离成反比,同时也与电介质的介电常数有关。
其数学表达式为:C =εS/d,其中 C 表示电容,ε 表示电介质的介电常数,S 表示极板的面积,d 表示极板之间的距离。
122 当外加电压变化时,电容器中的电荷量也会随之变化。
如果外加电压升高,电容器会继续充电,增加极板上的电荷量;如果外加电压降低,电容器会放电,极板上的电荷会通过电路释放出去。
五、电容器的相关参数13 电容值:表示电容器储存电荷能力的大小,单位为法拉(F),常用的单位还有微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)。
131 额定电压:电容器能够承受的最大电压,超过额定电压可能会导致电容器损坏。
132 损耗因数:反映电容器在工作过程中能量损耗的大小。
133 温度系数:表示电容值随温度变化的程度。
六、电容器在电路中的作用14 滤波:在电源电路中,电容器可以滤除电源中的交流成分,使输出电压更加稳定。
141 耦合:在信号传输电路中,电容器可以将交流信号从一个电路传递到另一个电路,同时阻止直流信号通过。
电容器的工作原理电容器是一种电子元件,它具有存储和释放电荷的能力。
它由两个导体板(通常是金属)和介质层组成,介质层在两个导体板之间绝缘,阻止电流直接流过电容器。
在本文中,我们将探讨电容器的工作原理以及其在电路中的应用。
一、电容器结构电容器的基本结构包括两个导体板和介质层。
导体板通常是金属片或箔,它们被平行地放置并保持一定距离。
介质层位于两个导体板之间,起到绝缘的作用。
常见的介质材料包括空气、瓷瓶、纸和塑料。
二、电容器的原理电容器的工作原理基于两个基本原理:电荷的积累和电场的形成。
1. 电荷的积累当将电容器连接到电源上时,正电荷将聚集在一个导体板上,而负电荷则聚集在另一个导体板上。
这是因为电荷在导体中自由移动,在接通电源时,电源的正极将导致一个导体板上的电子流向另一个导体板。
正负电荷的积累导致电容器具有电荷存储的能力。
2. 电场的形成电容器的两个导体板上的电荷产生一个电场。
当电压施加到电容器上时,电场会存储电能。
电荷在电场中经历势能的变化,当电容器充满电荷时,电场强度达到最大。
三、电容器在电路中的应用电容器在电路中有多种应用,包括滤波器、耦合器和定时电路。
1. 滤波器电容器可以用作滤波器,用于滤除电路中的杂散信号。
它们可以阻止低频信号通过,同时允许高频信号通过。
这在消除电源中的噪声或在音频电路中滤波时非常有用。
2. 耦合器电容器还可以用作耦合器,将一个电路的信号传递到另一个电路中。
它们可以阻断直流信号,只传递交流信号。
这对于将音频信号传输到扬声器或驱动器中非常重要。
3. 定时电路电容器的充放电特性使其成为定时电路中的重要元件。
通过改变电容器的充放电时间,可以控制电路的工作频率和周期。
这在应用领域中涉及到需要准确计时或频率控制的电路中非常有用。
结论电容器是一种重要的电子元件,具有存储和释放电荷的能力。
它们通过电荷的积累和电场的形成来工作。
在电路中,电容器可以用作滤波器、耦合器和定时电路,发挥各种重要的功能。
电容器的储能原理电容器是一种常见的电子元件,它具有储存电能的功能。
电容器的储能原理是基于电场的存储和释放。
本文将详细介绍电容器的储能原理及其应用。
一、电容器的结构与工作原理电容器主要由两个导体电极和介质构成。
导体电极通常由金属或碳材料制成,而介质则可以是空气、陶瓷、塑料或电解质等。
当两个导体电极与电源连接时,通过电源施加在电容器上的电压会导致电极上出现电荷。
根据导体电极之间介质的不同,电容器可以分为两类:极板电容器和电解电容器。
极板电容器的导体电极之间由非导体介质隔开,如空气、塑料或陶瓷。
而电解电容器的导体电极之间则使用电解质作为介质。
两种类型的电容器在储能原理上有些许差异,但都基于电场的存储和释放。
电容器储存电能的原理是在导体电极表面存在电场。
当电容器处于放电状态时,电场被完全消除,电容器上的电荷也会减少到零。
然而,在充电过程中,电压源的电场会驱使正电荷从负极板移动至正极板,直到电场达到与电源电压相等的强度。
此时,电容器储存了一定量的电能。
二、电容器的储能能力电容器的储能能力由其容量决定。
容量是指电容器储存电能的能力,单位为法拉(F)。
电容器的容量取决于导体电极之间的距离和面积,以及介质的特性。
对于极板电容器,容量与极板的面积直接相关。
当极板面积增大或极板之间的距离减小时,电容器的容量也会增加。
而对于电解电容器,容量还受到电解质的影响。
具有高电离度的电解质会增加电容器的容量。
三、电容器的储能特性1. 快速充放电能力:电容器在充放电过程中响应速度非常快,能够迅速储存和释放电能。
这使得电容器成为许多电子设备中的重要储能元件。
2. 循环寿命高:相较于其他储能元件(如电池),电容器具有更长的循环寿命。
它们可以进行大量的充放电循环,而不会显著降低性能。
3. 能量密度相对较低:电容器的能量密度通常较低,储存的电能相对较小。
与电池相比,电容器在单位体积内可以储存的电能较少。
然而,电容器在短时间内可以释放大量电能,适用于需要瞬时高能量输出的应用场景。
电容器的原理与应用电容器是一种能够储存电荷的电子元件,它在电子技术中起着重要的作用。
本文将介绍电容器的原理以及其在各个领域中的应用。
一、电容器的原理电容器的原理基于两个导体之间的电荷分离现象。
当两个导体之间加上电压时,正电荷会聚集在一个导体上,负电荷则聚集在另一个导体上。
这种电荷分离导致了两个导体之间的电场形成。
电容器的容量取决于导体之间的距离和导体的面积,容量越大,电荷储存能力越强。
二、电容器的分类根据电容器的结构和材料,可以将电容器分为多种类型。
其中,最常见的是电解电容器、陶瓷电容器和电介质电容器。
1. 电解电容器:电解电容器是由铝箔或钽箔作为正极,涂有电解质的导体作为负极构成。
它具有高容量和低成本的特点,广泛应用于电源滤波和电路耦合等领域。
2. 陶瓷电容器:陶瓷电容器是由陶瓷材料制成的,具有稳定性好、温度特性良好的特点。
它常用于高频电路和射频电路中。
3. 电介质电容器:电介质电容器使用一种或多种电介质材料作为介质,具有高容量和低损耗的特点。
它广泛应用于电力电子设备和通信设备中。
三、电容器的应用电容器在电子技术中有广泛的应用。
以下将介绍电容器在几个领域中的具体应用。
1. 电源滤波:电容器常用于电源滤波电路中,用于滤除电源中的高频噪声和杂波。
它能够提供稳定的直流电压,保证电子设备的正常工作。
2. 信号耦合:电容器可以用于信号耦合电路中,将一个电路的信号传输到另一个电路中。
它能够隔离直流信号,并传输交流信号,保证信号的传递质量。
3. 电路保护:电容器可以用于电路的过电压保护。
在电路中加入一个电容器,当电压超过设定值时,电容器会释放储存的电荷,保护电路不受损坏。
4. 能量储存:电容器可以用于储存能量,如电子闪光灯中的电容器能够储存电能并在需要时释放。
此外,电动车和混合动力车中也广泛使用电容器作为储能装置。
5. 通信设备:电容器在通信设备中有重要的应用,如滤波电容器用于去除通信信号中的杂波,电介质电容器用于储存电荷等。
电容器的储能原理与计算电容器是一种常见的电子元件,广泛应用于电子电路中。
它具有储存电能的能力,其储能原理与计算方法是电子工程领域中的基础知识。
本文将介绍电容器的储能原理以及相关的计算方法。
一、电容器的储能原理电容器是由两个导体板和介质组成的,其中的介质可以是空气、纸质、陶瓷或者其他绝缘材料。
当电容器处于电路中,两个导体板之间的介质会形成电场。
在充电过程中,电容器的正极吸引负电荷,负极吸引正电荷,导致电容器储存电能。
储能原理可以通过以下公式表示:E = 0.5 * C * V^2其中,E表示电容器的储能量,C表示电容器的电容量,V表示电容器的电压。
二、电容器的电容量计算电容器的电容量是衡量电容器储能能力大小的参数。
电容量的计算可以通过以下公式进行:C = ε * A / d其中,C表示电容器的电容量,ε为电容器的介电常数,A表示导体板的面积,d表示导体板之间的距离。
在实际计算中,一般使用法拉(Farad)作为电容单位。
常见电容器的电容量一般在微法(uF)、毫法(mF)或皮法(pF)的级别。
三、电容器的能量密度计算电容器的能量密度是指单位体积内储存的电能大小。
能量密度的计算可以通过以下公式进行:E_d = 0.5 * ε * E^2其中,E_d表示电容器的能量密度,ε表示电容器的介电常数,E表示电容器的电场强度。
能量密度的计量单位通常为焦耳每立方米(J/m³)或千瓦时每升(kWh/L)。
四、电容器在电路中的应用电容器作为一种储能元件,广泛应用于各种电子电路中。
以下是几个电容器的应用示例:1. 滤波电容器:用于直流电源电路中,平滑输出电压波动,起到滤波作用。
2. 耦合电容器:用于信号传输电路中,将一个电路的信号耦合到另一个电路,使得信号能够传输。
3. 时钟电容器:用于时钟电路中,稳定时钟信号的频率和振荡。
4. 电源电容器:用于电源电路中,储存电能,供给电子设备在短时间内的高功率需求。
五、小结本文介绍了电容器的储能原理与计算方法。
电容器基本原理及其应用简介:电容器是一种常见的电子元件,广泛应用于电路中。
它具有储存电能的能力,是现代电子技术的关键组成部分。
本文将介绍电容器的基本原理以及其在各个领域的应用。
一、电容器的基本原理电容器的基本原理是利用电场的形成和电荷的储存。
电容器由两个导体板(通常为金属)以及两板之间的绝缘介质(电解液或固体)组成。
当电容器接入电源时,电荷开始在两个板之间积累,并形成一个电场。
导体板上的正负电荷分别吸引在一起,形成电荷层。
电容器的容量则取决于导体板面积、板间距离和绝缘介质介电常数。
二、电容器的应用领域1. 电子电路中的滤波器电容器广泛应用于电子电路中的滤波器。
滤波器可以通过选择合适的电容器和电容值来剔除电路中的高频或低频噪声,保证信号正常传输和处理。
2. 功率因数校正在电力系统中,功率因数是描述电路有功功率和视在功率之间关系的参数。
电容器可以用来校正功率因数,提高电力系统的效率和稳定性。
3. 电能储存电容器能够储存电能,并快速地释放。
因此,电容器在电子闪光灯、激光器、电动汽车等需要短时高功率输出的设备中得到广泛应用。
4. 调谐电路电容器可以用于调谐电路中,通过改变电容值来调整电路的频率。
这在广播电台、无线通信系统等需要频率调节的应用中非常重要。
5. 传感器技术电容器的电容值可以受到外部环境的影响而改变。
这一特性被广泛应用于传感器技术中,例如温度、湿度和压力传感器等领域。
6. 电力电子领域电容器在电力电子领域中的应用非常广泛,如逆变器、整流器、电力过滤器等。
它们能够提供电流的平滑和稳定,确保设备的正常运行。
7. 电子设备的开关电容器可以用作电子设备的开关元件,控制电路的通断。
例如,闪光灯电路中的充电和释放过程、计算机主板的开关电源等。
结论:电容器作为一种重要的电子元件,具有储存电能、调节电路频率、校正功率因数等功能。
它在各个领域中得到广泛应用,推动了现代电子技术的发展。
了解电容器的基本原理和应用能够帮助我们更好地理解和运用电子电路,促进科技创新。
电容器的基本原理及计算电容器是电子电路中常见的一种被动元件,用于存储和释放电荷。
它是由两个金属板之间夹着一层绝缘材料(电介质)组成的,并通过两个电极连接到电路中。
本文将介绍电容器的基本原理以及一些常见的计算方法。
一、电容器的基本原理电容器的基本原理是建立在电场的存储和释放能量的基础上的。
当电容器两个金属板之间施加电压时,会在金属板和电介质之间形成一个电场。
金属板上的电荷会根据电场的方向而受到力的作用,从而在金属板上积累电荷。
这样,电容器就储存了电荷。
电容器的存储电量与电压成正比,电量与电容量也成正比。
电容量是电容器的一个重要参数,通常用单位法拉(Farad,简写为F)来表示。
电容器的电容量越大,其所能存储的电荷也越多。
电容器的电场强度与电荷量成正比,与电容量成反比。
电场强度是电容器的另一个重要参数,通常用单位伏特每米(Volt per meter,简写为V/m)来表示。
电场强度越大,电容器所能存储的电荷量也越大。
二、电容器的计算方法1. 串联电容器的总电容量当多个电容器串联时,它们的电压相同,可以通过以下公式计算总电容量(CT):1/CT = 1/C1 + 1/C2 + 1/C3 + ...其中,C1、C2、C3等分别表示每个电容器的电容量。
2. 并联电容器的总电容量当多个电容器并联时,它们的电荷量相同,可以直接将它们的电容量相加,得到总电容量(C):C = C1 + C2 + C3 + ...其中,C1、C2、C3等分别表示每个电容器的电容量。
3. 电荷量的计算电容器存储的电荷量可以通过以下公式计算:Q = C * V其中,Q表示电荷量,C表示电容量,V表示电压。
4. 电容的计算根据电容器的构造和电介质材料的特性,可以通过以下公式计算电容:C = ε * A / d其中,C表示电容,ε表示电介质的介电常数,A表示金属板的面积,d表示金属板之间的距离。
三、结论电容器是电子电路中重要的元件,其基本原理是通过存储和释放电荷来实现电能的转化。
电容器的工作原理电容器是一种用于储存电荷和电能的电子元件。
它由两个导体板(通常是金属)以及位于它们之间的绝缘材料(电介质)构成。
电容器的工作原理与其结构密切相关,下面将详细介绍电容器的工作原理。
1. 储存电荷电容器的主要功能是储存电荷。
当电容器接通电源时,正极板上的电子会被吸引到负极板上,导致负极板带有负电荷,正极板带有正电荷。
这样,两个导体板之间就会形成电场,这个电场的强弱由电容器的电容量决定。
2. 构成电场电容器中的电介质对电荷的传导具有阻隔作用,使得电子只能在导体板上堆积,不能流动。
因此,在电容器中,电子在导体板上的累积形成一个电场,而不是一个电流。
电场通过电介质传递,而非导体板。
3. 储存电能电容器不仅能储存电荷,同时也能储存电能。
当电容器充电时,电源向电容器提供电能,电子从电源流向负极板,导致负极板上的电荷积累。
当电容器放电时,存储的电能会被释放,电子会从负极板流向正极板,电容器开始释放电能。
4. 电容器的电容量电容器的电容量决定着其储存电荷的能力。
电容量的计量单位是法拉(F),1法拉等于1库仑/伏。
电容量越大,电容器储存电荷的能力越强。
电容量的大小取决于电容器的几何形状、导体板的面积以及电介质的介电常数。
5. 类型和应用电容器按照结构和用途的不同分为多种类型,如电解电容器、陶瓷电容器、电介质电容器等。
它们广泛应用于电子电路、能量储存系统、电源滤波等领域。
电容器的特性也决定了它在不同场景下的使用效果,如阻止直流电通过但允许交流电通过的特性使得电容器常用于电源滤波和耦合电路。
综上所述,电容器利用导体板和电介质构成的结构,通过储存电荷和电能等方式工作。
它在电子领域中扮演着重要的角色,为电路的稳定运行和电能的储存提供了重要支持。
电容的原理简介一、电容器的参数按绝缘材料不同,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.由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,我们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,以及机械或环境的限制条件等。
这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明。
1. 标称电容量( C R )。
电容器产品标出的电容量值。
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器居中(大约在0.005uF~1.0uF );通常电解电容器的容量较大。
这是一个粗略的分类法。
2. 类别温度范围。
电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。
该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。
3. 额定电压( U R )。
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。
电容器应用在高电压场和时,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得超过电容器的额定电压。
4. 损耗角正切( tg δ)。
在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。
在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如附图所示。
对于电子设备来说,要求 R S 愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。
5. 电容器的温度特性。
通常是以20 ℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。
6. 使用寿命。
电容器的使用寿命随温度的增加而减小。
主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。
7. 绝缘电阻。
由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低。
二、电容器的原理在电子产品中,电容器是必不可少的电子器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。
电子制作中需要用到各种各样的电容器,它们在电路中分别起着不同的作用。
与电阻器相似,通常简称其为电容,用字母C 表示。
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.两片金属称为的极板,中间的物质叫做介质。
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.电容器是依靠它的充放电功能来工作的,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.不同的电容器储存电荷的能力也不相同。
规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。
电容的基本单位为法拉(F)。
但实际上,法拉是一个很不常用的单位,因为电容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)(皮法又称微微法)等,它们的关系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。
小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。
大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。
而且还有一个特点,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。
电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与其它电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。
把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍然会有残留电压(也可以用万用表观察),我们说电容器储存了电荷。
电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。
充好电的电容器两端有一定的电压。
电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。
发烧友制作HiFi音响,都要用至少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,而且大电容的储能作用,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。
三、电容器的分类电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。
其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸 / 塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。
以下附表列出了常见电容器的字母符号。
电容的耐压和绝缘电阻电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。
如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
表 1是常用固定电容直流工作电压系列。
有*的数值,只限电解电容用。
常用固定电容的直流电压系列由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在 1000 兆欧以上。
电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻。
漏电电阻越小,漏电越严重。
电容漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。
因此,漏电电阻越大越好。
四、电容的型号命名及标志方法1)电容的型号命名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。
第二部分:用字母表示材料。
第三部分:用数字表示分类。
第四部分:用数字表示序号。
电容的种类很多,为了区别开来,常用几个拉丁字母来表示电容的类别。
第一个字母C 表示电容,第二个字母表示介质材料,第三个字母以后表示形状、结构等。
上图是小型纸介电容,下图是立式矩开密封纸介电容。
表1列出电容的类别和符号。
表2是常用电容的几项特性。
表2 常用电容的几项特性2)电容的标志方法:(1)直标法:用字母和数字把型号、规格直接标在外壳上。
(2)文字符号法:用数字、文字符号有规律的组合来表示容量。
文字符号表示其电容量的单位:P、N、u、m、F等。
和电阻的表示方法相同。
标称允许偏差也和电阻的表示方法相同。
小于10pF的电容,其允许偏差用字母代替:B——±0.1pF,C——±0.2pF,D——±0.5pF,F——±1pF。
(3)色标法:和电阻的表示方法相同,单位一般为pF。
小型电解电容器的耐压也有用色标法的,位置靠近正极引出线的根部,所表示的意义如下表所示:(4)进口电容器的标志方法:进口电容器一般有6项组成。
第一项:用字母表示类别:第二项:用两位数字表示其外形、结构、封装方式、引线开始及与轴的关系。
第三项:温度补偿型电容器的温度特性,有用字母的,也有用颜色的,其意义如下表所示:第四项:用数字和字母表示耐压,字母代表有效数值,数字代表被乘数的10的幂。
第五项:标称容量,用三位数字表示,前两位为有效数值,第三为是10的幂。
当有小数时,用R或P表示。
普通电容器的单位是pF,电解电容器的单位是uF。
第六项:允许偏差。
用一个字母表示,意义和国产电容器的相同。
也有用色标法的,意义和国产电容器的标志方法相同。
五、电容的使用注意事项:1)选择合适的型号.2)合理确定电容器的精度.3)确定电容器的额定工作电压:对一般电路,电路的工作电压应为电容器额定电压的10%~20%;当有脉动电压时,工作电压应为脉动的最高电压。
当应用于交流时,额定电压随频率的增加而要相应增大。
当温度环境比较高时,额定电压还要选用更大的。
4)尽量选择绝缘电阻大的AVX电容及AVX代理商.5)考虑温度系数和频率特性.6)注意使用环境.六、电容的质量判断及电解电容极性的判别方法视电解电容器容量大小,通常选用万用表的R×10 、R×100 、R×1K 挡进行测试判断。
红、黑表笔分别接电容器的负极(每次测试前,需将电容器放电),由表针的偏摆来判断电容器质量。
若表针迅速向右摆起,然后慢慢向左退回原位,一般来说电容器是好的。
如果表针摆起后不再回转,说明电容器已经击穿。
如果表针摆起后逐渐退回到某一位置停位,则说明电容器已经漏电。
如果表针摆不起来,说明电容器电解质已经干涸推失去容量。
有些漏电的电容器,用上述方法不易准确判断出好坏。
当电容器的耐压值大于万用表内电池电压值时,根据电解电容器正向充电时漏电电流小,反向充电时漏电电流大的特点,可采用R×10K 挡,对电容器进行反向充电,观察表针停留处是否稳定(即反向漏电电流是否恒定),由此判断电容器质量,准确度较高。
黑表笔接电容器的负极,红表笔接电容器的正极,表针迅速摆起,然后逐渐退至某处停留不动,则说明电容器是好的,凡是表针在某一位置停留不稳或停留后又逐渐慢慢向右移动的电容器已经漏电,不能继续使用了。
表针一般停留并稳定在 50 - 200K 刻度范围内。
不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。
我们知道只有电解电容的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔),负端接电源负(电阻挡时的红表笔)时,电解电容的漏电流才小(漏电阻大)。
反之,则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小)。
测量时,先假定某极为“ + ”极,让其与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红表笔相接,记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大),然后将电容器放电(既两根引线碰一下),两只表笔对调,重新进行测量。