电容器的基础知识

---电容器的基本知识

一、基础知识

电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。

按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。

1． 常用电容的结构和特点

常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。

表1 常用电容的结构和特点

电容种类 电 容 结 构 和 特 点 实物图片

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，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。有正负极性，使用的时候，正负极不要接反。

纸介电容 用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。

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。

玻璃釉电容 以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。

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。

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＝1000000μF

1μF=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。

电容基础知识

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。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。

标称电容量(CR)

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。

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。

额定电压(UR)

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。

损耗角正切(tgδ)

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RS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校

这个关系为：tgδ=RS/XC=2*3.14*f*C* RS。因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大而影响寿命。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。

高中物理电容器知识点

电容器是高中物理中重要的概念之一。电容器是电路中储存和释放电荷的元件，它的主要作用是把电能转化为电荷能和电场能。在高中物理学中，学生需要学习电容器的原理、性质和其在电路中的应用。

一、电容器的原理

电容器是由两个导体之间隔以绝缘物而形成的，其中的导体被称为电容器的极板，绝缘物被称为电介质。当电容器接通电源时，正极板获得正电荷，负极板获得负电荷。这样，在电容器中就形成了两极之间的电场。根据电场的性质，电荷聚集在导体表面，导致极板上的电荷密度不均匀，而电场强度正比于电荷密度。

二、电容器的性质

1. 电容量（C）：电容器的电容量是指在单位电压下储存的电荷量。电容量与电容器的极板面积和极板间的距离成正比，与介质的性质有关。电容量的单位是法拉（F）。

2. 电容器的介质：介质对电容器的性能和特性起着重要的作用。不同的电介质具有不同的电介质常数和击穿强度。电介质常数越大，电容器的电容量越大。

3. 充电和放电过程：当电容器连接到电源时，处于充电状态；当断开电源连接时，电容器会放电。电容器的充电和放电过程遵循指数衰减规律。 三、电容器的应用

1. 高压电容器：高压电容器常用于电子设备和电力系统中，用于储存和释放高压电能。它能够在瞬间提供大量电荷来满足高电压的需求。

2. 电路运算器：电容器在电路运算器中起到重要作用，例如在振荡电路中用来稳定输出频率，或者在隔离和滤波电路中用来控制信号的幅度和频率。

3. 电子元件：电容器在电子元件中广泛应用，例如耳机、扬声器、电视和电脑等。它们能够作为电容器存储和释放电能，产生声音或视频信号。

4. 电力系统：电容器在电力系统中用于提供无功功率补偿。通过调节电容器的容量，可以提高电力系统的功率因数，降低电力系统的线损。

总结：

电容器是高中物理中的核心概念之一，了解电容器的原理和性质对于理解电路和电子设备有着重要的意义。掌握电容器的用途和应用，可以帮助学生更好地理解电子技术和电力工程。通过学习电容器的相关知识，学生可以深入了解电路中电场的分布和电荷的运动规律，为将来从事相关领域的研究和应用打下基础。