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文檔簡介
1、電容的種類、特性及其質量的判別別小看一個電容器,它是電路必備的東西,它在電路中擔當一個重要的角色,那看看它有什么本領,以及我們怎樣去使用它 .【電容】定義:電流除以電壓對時間的導數之商。(說得太專業(yè),其實我也不是很懂)解釋: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。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
2、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(tài)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 。公式:C=S/d=S/4kd(真空=Q/U先介紹各種類型的電容紙介電容用兩片金屬箔做電極,夾在極薄的電容紙中,卷成圓柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金屬殼或者絕緣材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)殼中制成。它的特點是體積較小,容量可以做得較大。但是有固有電感和
3、損耗都比較大,用于低頻比較合適。云母電容用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層做電極板,極板和云母一層一層疊合后,再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹脂中制成。它的特點是介質損耗小,絕緣電阻大、溫度系數小,適宜用于高頻電路。陶瓷電容用陶瓷做介質,在陶瓷基體兩面噴涂銀層,然后燒成銀質薄膜做極板制成。它的特點是體積小,耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高,但容量小,適宜用于高頻電路。鐵電陶瓷電容容量較大,但是損耗和溫度系數較大,適宜用于低頻電路。薄膜電容結構和紙介電容相同,介質是滌綸或者聚苯乙烯。滌綸薄膜電容,介電常數較高,體積小,容量大,穩(wěn)定性較好,適宜做旁路電容。聚苯乙烯薄膜電容,介質損耗小,絕緣電阻高,但是溫度系數
4、大,可用于高頻電路。金屬化紙介電容結構和紙介電容基本相同。它是在電容器紙上覆上一層金屬膜來代替金屬箔,體積小,容量較大,一般用在低頻電路中。油浸紙介電容它是把紙介電容浸在經過特別處理的油里,能增強它的耐壓。它的特點是電容量大、耐壓高,但是體積較大。鋁電解電容它是由鋁圓筒做負極,里面裝有液體電解質,插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。還需要經過直流電壓處理,使正極片上形成一層氧化膜做介質。它的特點是容量大,但是漏電大,穩(wěn)定性差,有正負極性,適宜用于電源濾波或者低頻電路中。使用的時候,正負極不要接反。鉭、鈮電解電容它用金屬鉭或者鈮做正極,用稀硫酸等配液做負極,用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質制成。它的特點
5、是體積小、容量大、性能穩(wěn)定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好。用在要求較高的設備中。半可變電容也叫做微調電容。它是由兩片或者兩組小型金屬彈片,中間夾著介質制成。調節(jié)的時候改變兩片之間的距離或者面積。它的介質有空氣、陶瓷、云母、薄膜等??勺冸娙菟梢唤M定片和一組動片組成,它的容量隨著動片的轉動可以連續(xù)改變。把兩組可變電容裝在一起同軸轉動,叫做雙連??勺冸娙莸慕橘|有空氣和聚苯乙烯兩種??諝饨橘|可變電容體積大,損耗小,多用在電子管收音機中。聚苯乙烯介質可變電容做成密封式的,體積小,多用在晶體管收音機中。NPO(COG:電氣性能最穩(wěn)定,基本上不隨溫度、電壓與時間的改變面改變,適用于對穩(wěn)定性要求高的高頻電
6、路;X7R(2X1:電氣性能較穩(wěn)定, 在溫度、電壓與時間改變時性能的變化并不顯著,適用于隔直、偶合、旁路與對容量穩(wěn)定性要求不太高的鑒頻電路,由于X7R 是一種強電介質,因面能造出容量比NPO 介質更大的電容器;Y5V (2F4)(Z5U ):具有較低高的介電常數,常用于生產比容較大的、標稱容量較高的大容量電容器產品,但其容量穩(wěn)定性較X7R 差,容量、損耗對溫度,電壓等測試條件較敏感。名稱:鋁電解電容符號:電容量:0。4710000u額定電壓:6。3450V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,旁路等名稱:但電解電容(CA )鈮電解電容(CN )電容量:0。11
7、000u額定電壓:6。3125V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名稱:空氣介質可變電容器可變電容量:1001500p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,廣播電視設備等名稱:薄膜介質可變電容器可變電容量:15550p主要特點:體積小,重量輕;損耗比空氣介質的大應用:通訊,廣播接收機等名稱:薄膜介質微調電容器可變電容量:129p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L -w=kT名稱:陶瓷介質微調電容器可變電容量:0。322p主要特點:損耗較小,體積較小應用:精密調諧的高頻振
8、蕩回路獨石電容最大的缺點是溫度系數很高, 做振蕩器的穩(wěn)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獨石電容的特點:電容量大、體積小、可*性高、電容量穩(wěn)定,耐高溫耐濕性好等。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。容量范圍:耐壓:二倍額定電壓。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。名稱:云母電容(CY )符號:電容量:10p 0。1u額定電壓:100V 7kV主要特點:高穩(wěn)定性,高
9、可*性,溫度系數小X應用:高頻振蕩,脈沖等要求較高的電路名稱:高頻瓷介電容(CC )符號:電容量:16800p額定電壓:63500V主要特點:高頻損耗小,穩(wěn)定性好應用:高頻電路名稱:低頻瓷介電容(CT )符號:電容量:10p 4。7u額定電壓:50V 100V主要特點:體積小,價廉,損耗大,穩(wěn)定性差應用:要求不高的低頻電路名稱:玻璃釉電容(CI )符號:電容量:10p 0。1u額定電壓:主要特點:穩(wěn)定性較好,損耗小,耐高溫(200度)應用:脈沖、耦合、旁路等電路名稱:聚酯(滌綸)電容(CL )符號:電容量:40p 4u額定電壓:63630V主要特點:小體積,大容量,耐熱耐濕,穩(wěn)定性差應用:對穩(wěn)
10、定性和損耗要求不高的低頻電路名稱:聚苯乙烯電容(CB )符號:電容量:10p 1u額定電壓:100V 30KV主要特點:穩(wěn)定,低損耗,體積較大應用:對穩(wěn)定性和損耗要求較高的電路名稱:聚丙烯電容(CBB )符號:電容量:1000p 10u額定電壓:632000V主要特點:性能與聚苯相似但體積小,穩(wěn)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三、電容的作1隔直流:作用是阻止直流通過而讓交流通過。2旁路(去耦):為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。3耦合:作為兩個電路之間的連接,允許交流信號通過并傳輸到下一級電路4濾波:這個對DIY 而言很重要,顯卡上的電容基本都是這個作用。5溫
11、度補償:針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響,而進行補償,改善電路的穩(wěn)定性。6計時:電容器與電阻器配合使用,確定電路的時間常數。7調諧:對與頻率相關的電路進行系統(tǒng)調諧,比如手機、收音機、電視機。8整流:在預定的時間開或者關半閉導體開關元件。9儲能:儲存電能,用于必須要的時候釋放。例如相機閃光燈,加熱設備等等。(如今某些電容的儲能水平已經接近鋰電池的水準,一個電容儲存的電能可以供一個手機使用一天。先解釋下,電容(電容器)的基本原理:電容器是由兩個電極及其間的介電材料構成的。介電材料是一種電介質,當被置于兩塊帶有等量異性電荷的平行極板間的電場中時,由于極化而在介質表面產生極化電荷,遂使束縛在極
12、板上的電荷相應增加,維持極板間的電位差不變。這就是電容器具有電容特征的原因。電容器中儲存的電量Q 等于電容量C 與電極間的電位差U 的乘積。電容量與極板面積和介電材料的介電常數成正比,與介電材料厚度(即極板間的距離)成反比。充電:使電容器帶電(儲存電荷和電能)的過程稱為充電。這時電容器的兩個極板總是一個極板帶正電,另一個極板帶等量的負電。把電容器的一個極板接電源(如電池組)的正極,另一個極板接電源的負極,兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷。充電后電容器的兩極板之間就有了電場,充電過程把從電源獲得的電能儲存在電容器中。放電:使充電后的電容器失去電荷(釋放電荷和電能)的過程稱為放電。例如,用一根導
13、線把電容器的兩極接通,兩極上的電荷互相中和,電容器就會放出電荷和電能。放電后電容器的兩極板之間的電場消失,電能轉化為其它形式的能。電容器在電路中的作用在直流電路中,電容器是相當于斷路的。電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。這得從電容器的結構上說起。最簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(包括空氣)構成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢差),但是由于中間的絕緣物質,所以整個電容器是不導電的。不過,這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質都是相對絕緣的,當物質兩端的電壓加大到一定程度后,物質是都可以導電的,我們稱這個電壓叫
14、擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。不過在中學階段,這樣的電壓在電路中是見不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當做絕緣體看。 電容器的基本結構(其實都是大同小異)電容特性 1、隔直通交特性 電容器不能讓直流電通過,但能讓交流電通過。 電容對直流電有隔直作用,是指在直流電流對電容充電完成以后,電路中沒有電流流動了,在直流電 源剛加到電容上時,電路中是有電流流動的,這一電流是對電容的充電電流,這一電流流動的過程很 快就會結束,具體時間長短與電路中電阻和電容的大小有關,兩者大小乘積越大充 電時間就越長,反之越短。充電完成后,電容兩端的電壓等于直流電源電壓的大小。 在交流電的
15、一個周期內,由于對電容的正反向充電,流過電路中的電流方向是改善變的,但由于對電 容的反復充放電,就會使電路中始終有電流通過,等效于電容能夠讓交流電通過,這就是電容的通交 特性。 2、容抗特性 電容雖然能讓交流電通過,但也存在有一定的阻礙作用,這一阻礙作用稱為電容的容抗。用 Xc 表示。 電容能通過交流電,當交流電的頻率(用 f 表示)和電容的容量(用 C 表示)不同時,電容對交流電 的阻礙作用容抗也是不一樣的。電容器的容抗 Xc 由下列公式決定: Xc=1/2fc 式中:f 為交流信號的頻率;c 為電容的容量。 電容的容抗就同電阻阻礙電流一樣,所以在大多數的電路分析中,為理解上的方便,可以將容
16、抗在交 流電路中的作用等到效成一個特殊的電阻 來對待,可用分析電阻電路的一套方法來理解電從電路的工作原理,這是電路分析中常用的等效理解 方法。 容抗的大小與下列兩個因素有關: 電容本身的容量 C; 交流電的頻率。 從上面的容抗公式中可以看出,容抗 Xc 與頻率 f 成反比,即 電容容量一定時,頻率越高,容抗越 ??;容量越小,容抗越大。容抗單位為歐姆。 牢記 C、f 與 Xc 之間的關系對分析電容電路是十分重要的。 3、電容兩端的電壓不能突變的特性 電容兩端的電壓 V 由下式決定: V=Q/C 式中:Q 為電容內部的電荷量;C 為電容的容量。 4、儲能特性 理論上電容不消耗電能,所以電容中充到的
17、電荷會永遠儲存在電容中,只要外電路不存在讓電容放電 的條件,電荷就一直儲存在電容中,電容 的這一特性稱為儲能特性。實際上電容也存在著各種能量損耗,它也是損耗電能的,當然比起電阻來 它對電能的損耗要得多,一般可忽略不計。 電容器質量判別 電容器常見故障有短路、開路、漏電和失效等,在使用前必須認真檢查,正確判斷。 在沒有特殊儀器的情況下,電容器的好壞、質量高低是可以用萬用表的電阻檔進行檢測的。其檢測方 法如下: (1) 對于電容量小于100pf 的電容器,用萬用表不可能正確判斷是處于開路狀態(tài)還是正常狀態(tài) ,在 檢修過程中一般使用代換法處理。 (2) 對于電容量大于100pf 的電容器,可用萬用表的電阻 R×10K、R×1 K檔(根據電容量的容量 大小決定測量范圍)檢測電容器兩腳之間 的阻值。在正常時萬用表指針先向右擺動一定角度,然后慢慢回到無窮大。檢測時表針始終處
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