2022年电容的作用、性能参数 .pdf

一、电容的作用: 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一样，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。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。 2）去耦去耦，又称解耦。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 ”。去耦电容就是起到一个“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耦合的，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提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0.1F、0.01F 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10F 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。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 3）滤波从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1F 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越容易通过。具体用在滤波中, 大电容（1000F）滤低频，小电容（ 20pF）滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作 “水塘 ”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。 4）储能储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40450VDC 、 电容值在220150 000F 之间的铝电解电容器 （如 EPCOS 公司的 B43504 或 B43505） 是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器电容器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - 二、主要特性参数 1耐压 2容量1）标称电容量和允许偏差标称电容量是标志在电容器上的电容量。电容器的基本单位是法拉 ，简称法 (F) ，但是，这个单位太大，在实地标注中很少采用。其它单位关系如下：1F=1000mF 1mF=1000 F 1F=1000nF 1nF=1000pF 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。精度等级与允许误差对应关系：00 （01） -1%、 0 （02） -2% 、 -5% 、-10% 、-20% 、 -（+20%-10% ）、-（+50%-20% ）、-（+50%-30% ）一般电容器常用、级，电解电容器用、级，根据用途选取。各种电容介绍2）额定电压在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。3）绝缘电阻直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻. 像陶瓷电容器、薄膜电容器的话，绝缘 电阻是越大越好的，而铝电解电容之类的绝缘电阻是越小越好。电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。4）损耗电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗 ，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - 在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小，在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。5）频率特性随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。电容器6）温度系数在一定温度范围内，温度每变化1，电容量的相对变化值。温度系数越小越好。常用公式平行板电容器公式中C= S/4kd 三、电容器的型号命名与标示1）电容器的型号命名方法国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。第一部分：名称，用字母表示，电容器用C。第二部分：材料，用字母表示。第三部分：分类，一般用数字表示，个别用字母表示。第四部分：序号，用数字表示。空调配件电容器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - 用字母表示产品的材料：A-钽电解、B-聚苯乙烯 等非极性薄膜、 C-高频陶瓷、D-铝电解、 E-其它材料电解、G-合金 电解 、H-复合介质、 I- 玻璃釉、 J- 金属化纸、L- 涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、 O-玻璃膜 、Q-漆膜、T- 低频陶瓷、V-云母纸、 Y-云母、 Z-纸介2）电容器容量标示 1、直标法用数字和单位符号直接标出。如1uF 表示 1 微法，有些电容用“R ” 表示小数点，如R56表示 0.56 微法。 2、文字符号法用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如 p10 表示 0.1pF,1p0表示 1pF,6P8 表示 6.8pF, 2u2表示 2.2uF. 3、色标法用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻 相同。电容器偏差标志符号：+100%-0-H 、+100%-10%-R、+50%-10%-T、+30%-10%-Q、+50%-20%-S、+80%-20%-Z 4、 数学计数法： 如上图瓷介电容， 标值 272， 容量就是：27X100pf=2700pf.如果标值473，即为 47X1000pf=后面的2、3，都表示10 的多少次方）。又如：332=33X100pf=3300pf。3）电容器如何命名各国电容器的型号命名都很不统一，国产电容器的型号一般有四部分组成（不适用于压敏电容器、可变电容器和真空电容器）依次分别代表名称、材料、分类和序号。第一部分为名称，用字母 C表示第二部分为材料，用字母表示第三部分为分类，用数字表示，也有个别用字母表示的第四部分为序号，用数字表示，以区别电容器的外形尺寸及性能指标。字母及含义数字或字母含义瓷介电容云母电容有机电容电解电容A钽电解1 圆形非密封非密封箔式B聚苯乙烯等非极性薄膜2 管形非密封非密封箔式3 叠片密封密封烧结粉名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - 固体C 高频陶瓷4 独石密封密封烧结粉固体D 铝电解5 穿心穿心E其他材料电解6 支柱等G 合金电解H 复合介质7 无极性I 玻璃釉8高压高压高压J金属化纸介9 特殊特殊L涤纶等极性有机薄膜G 高功率T 叠片式N 铌电解W 微调O 玻璃膜Q 漆膜J 金属化纸介T低频陶瓷V云母纸Y 高压Y云母Z纸介四、电容器的分类 1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。 2、按电解质分类：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - 电热电容器3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。 4、按制造材料的不同可以分为：瓷介电容、涤纶电容 、电解电容、 钽电容 ，还有先进的聚丙烯电容等等 5、高频旁路： 陶瓷电容器 、云母电容器 、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。 6、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器 、涤纶电容器。 7、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。8、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。 9、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。 10、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。五、常用电容器1）铝电解电容器用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔 中间卷绕而成， 薄的化氧化膜作介质的电容器. 因为氧化膜有单向导电性质, 所以电解电容器具有极性. 。容量大，能耐受大的脉动电流。容量误差大，泄漏电流大；普通的不适于在高频和低温下应用, 不宜使用在 25kHz 以上频率。低频旁路、信号耦合、电源滤波。2）钽电解电容器用烧结的钽块作正极, 电解质使用固体二氧化锰 。温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，贮存性良好，寿命长，容脉冲电容器量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - 对脉动电流的耐受能力差，若损坏易呈短路状态。超小型高可靠机件中。3）薄膜电容器结构与纸质电容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质。频率特性好，介电损耗小。不能做成大的容量，耐热能力差。滤波器 、积分、振荡、定时电路。4）瓷介电容器穿心式或支柱式结构瓷介电容器，它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小，频率特性好，介电损耗小，有温度补偿作用。不能做成大的容量，受振动会引起容量变化。特别适于高频旁路。5）独石电容器(多层陶瓷电容器) 在若干片 陶瓷薄膜 坯上被覆以电极桨材料，叠合后一次绕结成一块不可分割的整体，外面再用树脂包封而成小体积、大容量、高可靠和耐高温的新型电容器，高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能，体积极小，Q值高容量误差较大噪声旁路、滤波器、积分、振荡电路6）纸介电容器一般是用两条铝箔作为电极，中间以厚度为0.008 0. 012mm 的 电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单，价格便宜，能得到较大的电容量金属化聚丙烯电容器一般在低频电路内，通常不能在高于34MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高，稳定性也好，适用于高压电路7）微调电容器(半可变电容器) 电容量可在某一小范围内调整，并可在调整后固定于某个电容值。瓷介微调电容器的Q值高，体积也小， 通常可分为圆管式及圆片式两种。云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式东，结构简单， 但稳定性较差。线绕瓷介微调电容器是拆铜丝外电极来变动电容量的，故容量只能变小，不适合在需反复调试的场合使用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - 8）陶瓷电容器用高介电常数的电容器陶瓷钛酸钡一氧化钛挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器，用于高稳定振荡回路中，作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用，或对稳定性和损耗要求不高的场合包括高频在内。这种电容器不宜使用在脉冲电路中，因为它们易于被脉冲电压击穿。高频瓷介电容器适用于高频电路9）云母电容器就结构而言，可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成，由于消除了空气间隙，温度系数大为下降，电容稳定性也比箔片式高。频率特性好， Q值高，温度系数小不能做成大的容量广泛应用在高频电器中，并可用作标准电容器10 ）玻璃釉电容器由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成，介质再以银层电极经烧结而成 独石 结构性能可与云母电容器媲美，能耐受各种气候环境，一般可在200或更高温度下工作，额定工作电压可达500V，损耗 tg 0.00050.008 cbb60 气泵电容器电容器 : 电子设备中充当整流器 的平滑滤波、 电源和退耦、 交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等的电子元件称为电容器。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所使用的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。电容器的损耗与漏电和使用环境的温度有极大的关系！11 ）固定电容器固定电容器的检测方法名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - A.检测 10pF 以下的小电容因10pF 以下的固定电容器容量太小, 用万用表进行测量 , 只能定性的检查其是否有漏电, 内部短路或击穿现象。测量时,可选用万用表R 10k 挡, 用两表笔分别任意接电容的两个引脚, 阻值应为无穷大。若测出阻值( 指针向右摆动 )为零 , 则说明电容漏电损坏或内部击穿。 B.检测 10PF 001F固定电容器是否有充电现象, 进而判断其好坏。万用表选用 R 1k挡。两只三极管 的值均为100 以上 , 且穿透电流要小。可选用 3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极 e和集电极 c相接。由于复合三极管的放大作用, 把被测电容的充放电过程予以放大, 使万用表指针摆幅度加大, 从而便于观察。应注意的是： 在测试操作时, 特别是在测较小容量的电容时, 要反复调换被测电容引脚接触A、B两点 , 才能明显地看到万用表指针的摆动。C对于001F 以上的固定电容, 可用万用表的R 10k 挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电, 并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。六、处理故障电容器时应注意哪些安全? 由于电容器的两极具有剩留残余电荷的特点，所以，首先应设法将其电荷放尽，否则容易发生触电事故。处理故障电容器时，首先应拉开电容器组的断路器 及其上下隔离开关， 如采用 熔断器 保护，则应先取下熔丝管。 此时，电容器组虽已经过放电电阻自行放电，但仍会有部分残余电荷，因此，必须进行人工放电。放电时，要先将接地线的接地端与接地网固定好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无火花 和放电声为止，最后将接地线固定好。同时，还应注意，电容器如果有内部断线、熔丝熔断或引线接触不良时，其两极间还可能会有残余电荷，而在自动放电或人工放电时，这些残余电荷是不会被放掉的。故运行或检修人员在接触故障电容器前，还应戴好绝缘手套，并用短路线短接故障电容器的两极以使其放电。另外，对采用串联接线方式的电容器还应单独进行放电。七、电容器运行时常易发生哪些异常情况? 补偿电容器运行时常易发生外壳鼓肚、套管或油箱漏油。其主要原因是电容器的温度太高所致。而温升过高由下列因素造成。 1 、环境温度太高，通风不良。 2、电源电压超过额定值，引起过载发热。八、电容器的检测方法与更换电容常见的标记方式是直接标记，其常用的单位有pF，F 两种，很容易认出。但一些小容量的电容采用的是数字标示法，一般有三位数，第一、二位数为有效的数字，第三位数为倍数，即表示后面要跟多少个0。例如：343 表示 34000pF ，另外，如果第三位数为9，表示 10 1，而不是10 的 9次方，例如：479 表示 4.7pF。更换电容时主要应注意电容的耐压值一般要求不低于原电容的耐压要求。在要求较严格的电路中，其容量一般不超过原容量的20% 即可。在要名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - 求不太严格的电路中，如旁路电路，一般要求不小于原电容的1/2 且不大于原电容的2 倍 6 倍即可。 1固定电容器的检测 A检测 10pF 以下的小电容?因 10pF 以下的固定电容器容量太小，用万用表进行测量，只能定性的检查其是否有漏电，内部短路或击穿现象。测量时，可选用万用表R 10k 挡，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。若测出阻值( 指针向右摆动 )为零，则说明电容漏电损坏或内部击穿。 B检测 10PF 0.01F固定电容器是否有充电现象，进而判断其好坏。万用表选用R 1k 挡。两只三极管的 值均为 100 以上，且穿透电流要些?可选用 3DG6等型号硅三极管组成复合管。万用表的红和黑表笔分别与复合管的发射极e 和集电极c 相接。由于复合三极管的放大作用，把被测电容的充放电过程予以放大，使万用表指针摆幅度加大，从而便于观察。应注意的是：在测试操作时，特别是在测较小容量的电容时，要反复调换被测电容引脚接触 A、B两点，才能明显地看到万用表指针的摆动。 C?对于 0.01F 以上的固定电容，可用万用表的R 10k 挡直接测试电容器有无充电过程以及有无内部短路或漏电，并可根据指针向右摆动的幅度大小估计出电容器的容量。 2电解电容器的检测 A因为电解电容的容量较一般固定电容大得多，所以，测量时，应针对不同容量选用合适的量程。根据经验，一般情况下，147F 间的电容，可用 R 1k 挡测量，大于47F 的电容可用R 100 挡测量。 B将万用表红表笔接负极，黑表笔接正极，在刚接触的瞬间，万用表指针即向右偏转较大偏度( 对于同一电阻挡，容量越大，摆幅越大)，接着逐渐向左回转，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向漏电阻，此值略大于反向漏电阻。实际使用经验表明，电解电容的漏电阻一般应在几百k 以上，否则，将不能正常工作。在测试中，若正向、反向均无充电的现象，即表针不动，则说明容量消失或内部断路；如果所测阻值很小或为零，说明电容漏电大或已击穿损坏，不能再使用。 C对于正、负极标志不明的电解电容器，可利用上述测量漏电阻的方法加以判别。即先任意测一下漏电阻，记住其大小，然后交换表笔再测出一个阻值。两次测量中阻值大的那一次便是正向接法，即黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极。 D使用万用表电阻挡，采用给电解电容进行正、反向充电的方法，根据指针向右摆动幅度的大小，可估测出电解电容的容量。 3可变电容器的检测 A用手轻轻旋动转轴，应感觉十分平滑，不应感觉有时松时紧甚至有卡滞现象。将载轴向前、后、上、下、左、右等各个方向推动时，转轴不应有松动的现象。 B用一只手旋动转轴，另一只手轻摸动片组的外缘，不应感觉有任何松脱现象。转轴与动片之间接触不良的可变电容器，是不能再继续使用的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - C将万用表置于R 10k 挡，一只手将两个表笔分别接可变电容器的动片和定片的引出端，另一只手将转轴缓缓旋动几个来回，万用表指针都应在无穷大位置不动。在旋动转轴的过程中，如果指针有时指向零，说明动片和定片之间存在短路点；如果碰到某一角度，万用表读数不为无穷大而是出现一定阻值，说明可变电容器动片与定片之间存在漏电现象. 九、关于电容器在高中物理题中的应用充电后，继续保持电容器与电源相连，电容器两极板间电势差 （电压）不变充电后，断开电容器与电源两极板Q（电荷数）不变电容器电容的串联和并联 1、电容器的串联特点：两端电压等于各电容器电压之和；各电容器所带电量相等，意思就是对于串联的电容器，欲求其中某电容所带电量，只要求出等效电容并且知道两端电压根据Q=C （等效电容）U（两端电压）所求的等效电容电流就是某一个电容所带电量 2、电容器的并联特点：电容器所带电量为各电容器电量之和；各电容器电压相等；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - -