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電容

電容(或電容量, Capacitance)指的是在給定電位差下的電荷儲藏量;記為C,國際單位是法拉(F)。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當導體之間有了介質,則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上;造成電荷的累積儲存,最常見的例子就是兩片平行金屬板。也是電容器的俗稱
電容

電容相關產品

電容簡介

  電容(或稱電容量)是表征電容器容納電荷本領的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量,叫做電容器的電容。電容器從物理學上講,它是一種靜態電荷存儲介質(就像一只水桶一樣,你可以把電荷充存進去,在沒有放電回路的[1]情況下,刨除介質漏電自放電效應/電解電容比較明顯,可能電荷會永久存在,這是它的特征),它的用途較廣,它是電子、電力領域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振、隔直流等電路中。
  電容的符號是C。
  C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U
  在國際單位制里,電容的單位是法拉,簡稱法,符號是F,常用的電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,換算關系是:
  1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)
  1微法(μF)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)。

電容分類

一、按照功能
  1.名稱:聚酯(滌綸)電容 
  符號:(CL)
  電容量:40p——4μ
  額定電壓:63——630V
  主要特點:小體積,大容量,耐熱耐濕,穩定性差
  應用:對穩定性和損耗要求不高的低頻電路
  2.名稱:聚苯乙烯電容
  符號:(CB)
  電容量:10p——1μ
  額定電壓:100V——30KV
  主要特點:穩定,低損耗,體積較大
  應用:對穩定性和損耗要求較高的電路
  3.名稱:聚丙烯電容 
  符號:(CBB)
  電容量:1000p——10μ
  額定電壓:63——2000V
  主要特點:性能與聚苯相似但體積小,穩定性略差
  應用:代替大部分聚苯或云母電容,用于要求較高的電路
  4.名稱:云母電容 
  符號:(CY)
  電容量:10p——0.1μ
  額定電壓:100V——7kV
  主要特點:高穩定性,高可靠性,溫度系數小
  應用:高頻振蕩,脈沖等要求較高的電路
  5.名稱:高頻瓷介電容 
  符號:(CC)
  電容量:1——6800p
  額定電壓:63——500V
  主要特點:高頻損耗小,穩定性好
  應用:高頻電路
  6.名稱:低頻瓷介電容 
  符號:(CT)
  電容量:10p——4.7μ
  額定電壓:50V——100V
  主要特點:體積小,價廉,損耗大,穩定性差
  應用:要求不高的低頻電路
  7.名稱:玻璃釉電容
  符號:(CI)
  電容量:10p——0.1μ
  額定電壓:63——400V
  主要特點:穩定性較好,損耗小,耐高溫(200度)
  應用:脈沖、耦合、旁路等電路
  8.名稱:鋁電解電容 
  符號:(CD)
  電容量:0.47——10000μ
  額定電壓:6.3——450V
  主要特點:體積小,容量大,損耗大,漏電大
  應用:電源濾波,低頻耦合,去耦,旁路等
  9.名稱:鉭電解電容
  符號:(CA)
  電容量:0.1——1000μ
  額定電壓:6.3——125V
  主要特點:損耗、漏電小于鋁電解電容
  應用:在要求高的電路中代替鋁電解電容
  10.名稱:空氣介質可變電容器
  符號:
  可變電容量:100——1500p
  主要特點:損耗小,效率高;可根據要求制成直線式、直線波長式、直線頻率式及對數式等
  應用:電子儀器,廣播電視設備等
  11.名稱:薄膜介質可變電容器
  符號:
  可變電容量:15——550p
  主要特點:體積小,重量輕;損耗比空氣介質的大
  應用:通訊,廣播接收機等
  12.名稱:薄膜介質微調電容器
  符號:
  可變電容量:1——29p
  主要特點:損耗較大,體積小
  應用:收錄機,電子儀器等電路作電路補償
  13.名稱:陶瓷介質微調電容器
  符號:
  可變電容量:0.3——22p
  主要特點:損耗較小,體積較小
  應用:精密調諧的高頻振蕩回路
  14.名稱:獨石電容
  容量范圍:0.5PF——1ΜF
  耐壓:二倍額定電壓。
  應用范圍:廣泛應用于電子精密儀器。各種小型電子設備作諧振、耦合、濾波、旁路。
  獨石電容的特點:電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩定,耐高溫耐濕性好等。
  最大的缺點是溫度系數很高,做振蕩器的穩漂讓人受不了,我們做的一個555振蕩器,電容剛好在7805旁邊,開機后,用示波器看頻率,眼看著就慢慢變化,后來換成滌綸電容就好多了。
  就溫漂而言:獨石為正溫糸數+130左右,CBB為負溫系數-230,用適當比例并聯使用,可使溫漂降到很小。
  就價格而言:鉭、鈮電容最貴,獨石、CBB較便宜,瓷片最低,但有種高頻零溫漂黑點瓷片稍貴,云母電容Q值較高,也稍貴。
  里面說獨石又叫多層瓷介電容,分兩種類型,1型性能挺好,但容量小,一般小于0。2U,另一種叫II型,容量大,但性能一般。
二、按照安裝方式
  插件電容、貼片電容

按電路中電容的作用

電容器的基本作用就是充電與放電,但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現象,使得電容器有著種種不同的用途,例如在電動馬達中,我們用它來產生相移; 在照相閃光燈中,用它來產生高能量的瞬間放電等等; 而在電子電路中,電容器不同性質的用途尤多,這許多不同的用途,雖然也有截然不同之處,但因其作用均來自充電與放電。下面是一些電容的作用列表:
  •耦合電容:用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流作用。
  •濾波電容:用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容,在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路,濾波電容將一定頻段內的信號從總信號中去除。
  •退耦電容,用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容,在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。
  •高頻消振電容:用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現的高頻自激,采用這種電容電路,以消除放大器可能出現的高頻嘯叫。
  •諧振電容:用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容,LC并聯和串聯諧振電路中都需這種電容電路。
  •旁路電容:用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容,電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號,可以使用旁路電容電路,根據所去掉信號頻率不同,有全頻域(所有交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路。
  •中和電容:用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機高頻和中頻放大器,電視機高頻放大器中,采用這種中和電容電路,以消除自激。
  •定時電容:用在定時電路中的電容器稱為定時電容。在需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用定時電容電路,電容起控制時間常數大小的作用。
  •積分電容:用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電視場掃描的同步分離級電路中,采用這種積分電容電路,以從行場復合同步信號中取出場同步信號。
  •微分電容:用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發器電路中為了得到尖頂觸發信號,采用這種微分電容電路,以從各類(主要是矩形脈沖)信號中得到尖頂脈沖觸發信號。
  •補償電容:用在補償電路中的電容器稱為補償電容,在卡座的低音補償電路中,使用這種低頻補償電容電路,以提升放音信號中的低頻信號,此外,還有高頻補償電容電路。
  •自舉電容:用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容,常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路,以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度。
  •分頻電容:在分頻電路中的電容器稱為分頻電容,在音箱的揚聲器分頻電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚聲器工作在高頻段,中頻揚聲器工作在中頻段,低頻揚聲器工作在低頻段。
  •負載電容:是指與石英晶體諧振器一起決定負載諧振頻率約有效外界電容。負載電容常用的標準值有16pF、2OpF、3OpF、5OpF和1OOpF。負載電容可以根據具體情況作適當的調整,通過調整一般可以將諧振器的工作頻率調到標稱值。

電容的應用

很多電子產品中,電容器都是必不可少的電子元器件,它在電子設備中充當整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等。由于電容器的類型和結構種類比較多,因此,使用者不僅需要了解各類電容器的性能指標和一般特性,而且還必須了解在給定用途下各種元件的優缺點、機械或環境的限制條件等。下文介紹電容器的主要參數及應用,可供讀者選擇電容器種類時用。
  1、標稱電容量(CR):電容器產品標出的電容量值。
  云母和陶瓷介質電容器的電容量較低(大約在5000pF以下);紙、塑料和一些陶瓷介質形式的電容量居中(大約在0005μF10μF);通常電解電容器的容量較大。這是一個粗略的分類法。
  2、類別溫度范圍:電容器設計所確定的能連續工作的環境溫度范圍,該范圍取決于它相應類別的溫度極限值,如上限類別溫度、下限類別溫度、額定溫度(可以連續施加額定電壓的最高環境溫度)等。
  3、額定電壓(UR):在下限類別溫度和額定溫度之間的任一溫度下,可以連續施加在電容器上的最大直流電壓或最大交流電壓的有效值或脈沖電壓的峰值。
  電容器應用在高壓場合時,必須注意電暈的影響。電暈是由于在介質/電極層之間存在空隙而產生的,它除了可以產生損壞設備的寄生信號外,還會導致電容器介質擊穿。在交流或脈動條件下,電暈特別容易發生。對于所有的電容器,在使用中應保證直流電壓與交流峰值電壓之和不的超過直流電壓額定值。
  4、損耗角正切(tanδ):在規定頻率的正弦電壓下,電容器的損耗功率除以電容器的無功功率。
  這里需要解釋一下,在實際應用中,電容器并不是一個純電容,其內部還有等效電阻,它的簡化等效電路如下圖所示。圖中C為電容器的實際電容量,Rs是電容器的串聯等效電阻,Rp是介質的絕緣電阻,Ro是介質的吸收等效電阻。對于電子設備來說,要求Rs愈小愈好,也就是說要求損耗功率小,其與電容的功率的夾角δ要小。
  這個關系用下式來表達: tanδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此,在應用當中應注意選擇這個參數,避免自身發熱過大,以減少設備的失效性。
  5、電容器的溫度特性:通常是以20℃基準溫度的電容量與有關溫度的電容量的百分比表示。
  6.電容器是最簡單的電池,而且有充電快,容量大,等優點。

電容器主要特性參數

1、標稱電容量和允許偏差
  標稱電容量是標志在電容器上的電容量。
  電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差,在允許的偏差范圍稱精度。
  精度等級與允許誤差對應關系:00(01)-±1[%]、0(02)-±2[%]、Ⅰ-±5[%]、Ⅱ-±10[%]、Ⅲ-±20[%]、 Ⅳ-(+20[%]-10[%])、Ⅴ-(+50[%]-20[%])、Ⅵ-(+50[%]-30[%])
  一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級,電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級,根據用途選取。
2、額定電壓
  在最低環境溫度和額定環境溫度下可連續加在電容器的最高直流電壓有效值,一般直接標注在電容器外殼上,如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器擊穿,造成不可修復的永久損壞。
3、絕緣電阻
  直流電壓加在電容上,并產生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻.
  當電容較小時,主要取決于電容的表面狀態,容量〉0.1uf時,主要取決于介質的性能,絕緣電阻越大越好。
  電容的時間常數:為恰當的評價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數,他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
4、損耗
  電容在電場作用下,在單位時間內因發熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規定了其在某頻率范圍內的損耗允許值,電容的損耗主要由介質損耗,電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。 
  在直流電場的作用下,電容器的損耗以漏導損耗的形式存在,一般較小,在交變電場的作用下,電容的損耗不僅與漏導有關,而且與周期性的極化建立過程有關。
5、頻率特性
  隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現下降的規律。

電容一般的選用

  低頻中使用的范圍較寬,如可以使用高頻特性比較差的;但是在高頻電路中就有了很大的限制了,一旦選擇不當會影響電路的整體工作狀態;
  一般的電源里用的有電解電容、和瓷片電容、但是在高頻中就要使用云母等價格較貴的電容,就不可以使用絳綸的電容,和電解的電容,因為它們在高頻情況下會形成電感,以致影響電路的工作精度。

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