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什么是电容?电容的作用、电容公式及电容单位换算

发布日期:2019-09-14 19:55:15   浏?#26469;?#25968;:18
什么是电容电容也被称作电容量,主要是指在给定电位差下的电荷储藏量,一般电容记为C,国际单位是法拉(F)。一般来说,电场中的

什么是电容

电容也被称作电容量,主要是指在给定电位差下的电荷储藏量,一般电容记为C,国际单位是法拉(F)。一般来说,电场中的电荷在受力的作用下会发生移动,而导体之间有了介质,就会阻碍电荷的移动而使得电荷累积在导体上,从而造成导体的储存累积,储存的电荷量就是电容。


什么是电容?电容的作用、电容公式及电容单位换算


电容的作用

1、耦合:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用。

2、滤波:用在滤波电路中的电容称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。

3、退耦:用在退耦电路中的电容称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低?#21040;?#36830;。

4、高频消振:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫。

5、旁路:用在旁路电路中的电容称为旁路电容,电路中如果需要?#26377;?#21495;中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频?#20160;?#21516;,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路。

6、积分:用在积分电路中的电容称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中,采用这种积分电容电路,可以从场复合同步信号中取出场同步信号。

7、微分:用在微分电路中的电容称为微分电容。在触发器电路中为?#35828;?#21040;尖顶触发信号,采用这种微分电容电路,以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号。

8、补偿:用在补偿电路中的电容称为补偿电容,在卡座的低音补偿电路中,使用这种低频补偿电容电路,以提升放音信号中的低频信号,此外,还有高频补偿电容电路。

9、负载电容:是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整,通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。



电容公式及电容单位换算

电容的单位换算,主要的单位有:法、毫、微、纳、皮,换算方法如下:

1F(法拉)=1000mF(毫法),1(毫法) =1000uF(微法),1(微法) =1000nF(纳法),1(纳法)=1000pF(皮法)。

规则:单位省略表示为pF,例如

101(pF)=10 * 10^1 = 100pF = 0.1nF;

104(pF)=10 * 10^4 = 100000pF = 0.1uF;

105(pF)=10 * 10^5 = 1000000pF = 1uF。



电容参数

1、标称电容量(CR):电容产品标出的电容量值

云母和陶瓷介质电容的电容量较低(大约在5000pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约在0005μF10μF);通常电解电容的容量较大。这是一个粗略的分类法。

2、类别温度?#27573;В?

电容设计所确定的能连续工作的环境温度?#27573;В?#35813;?#27573;?#21462;决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温?#21462;?#19979;限类别温?#21462;?#39069;定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)?#21462;?

3、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。电容应用在高压场合?#20445;?#24517;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,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值。

4、损耗角正切(tanδ):

在规定频率的正弦电压下,电容的损耗功率除以电容的无功功率。这里需要解释一下,在实际应用中,电容并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角δ要小。因此,在应用当中应注意选择这个参数,避免自身发热过大,以减少设备的失效性。

5、电容的温度特性:

通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百?#30452;?#34920;示。



电容的分压电路

1、电容分压电路的原理

电容分压的电路图如下图所示,电路中采用的两个电容的分压结构等同于电阻分压电路,分压的原理为当某一个交流信号输入后两个电容将会产生容抗,两个容抗就等同于之前的阻抗对电压产生分压作用。


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2、电容分压电路的局限性

电容分压电路的局限性在于其只能进行交流信号的分压,而无法进行直流信号的分压,因为电容在直流信号电路中是相当于?#19979;?#29366;态的。


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3、电容分压电路的优点和应用

据上诉电容分压电路应用于交流信号的分压中,其优点在于相对于电阻,电容对交流信号的衰减作用更小,对原始信号的破?#30340;?#21147;低,可以较好的保持原始信号的特性。而电阻对信号的衰减作用非常的大,因此在要求对信号的衰减较小的场合需要考虑使用电容分压电路。


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电容选型注意事项

1、根据使用频率的高低选择电容种类:

如果某电路的工作频率非常高,超过MHZ, 而且电路信号强度较弱,此?#20445;?#21472;层陶瓷电容是最佳的选择,尽管都是滤波和储能充放电,在工作频率一定?#20445;?#24471;考虑到不同种类的电容的频率特性是否与电路工作频率相符,因为不同种类电容都有自己合适的使用频率?#27573;В?#25152;有的电容,随工作或测试频率的增加.电容值会逐渐降低,损耗也会逐渐增加,如果工作频率在中频率段以下,对电容在不同温度下的参数值一致性要求较高, 那么选择固体钽电容可能较合适,有时候,你必须对它们的性能特点有所取舍,首先一定得清楚某种电容的哪?#29615;?#38754;特点是自己必须选择它的理由。

2、根据环境温度变化要求选择电容种类:

①目前,电容中温度特性最好的是固体钽电容,某些高压固体钽电容在-55-+125度的温度区间里容量的变化率可?#28304;?#21040;-3-+5%以内,对于航空和宇航电路,电容必须具有非常出色的温度特性才可?#28304;?#21040;使用要求。

②电容温度特性从好到差的排名大致为:钽电容≥NPO型陶瓷电容≥固体铝电容≥液态钽电容≥云母电容≥叠层陶瓷电容[MLCC]≥液体铝电容。

3、根据输入功率和输出功率大小选择电容:

在用电量非常小,工作频率非常高的手机类电子产品上?#20445;词?#26159;漏电流偏大,而ESR较低,产品一般也很难出现质量问题,除非是电容本身就是废品,当使用在输入和输出功率都较高的电路中?#20445;?#22914;电源滤波和放电电路,电容不光需要有更低的ESR,还必须具有非常低的漏导电流,否则会导致击穿概率增加和输出的功?#20160;?#24418;不能满足要求,由于不同种类电容的体积电容量不同,因此,设计时必须根据输出功率需求选择足够容量和耐压的电容。

4、根据交流纹波大小来选择电容:

使用在滤波电路中?#20445;?#30005;容须承受一定频率和一定幅值的交流电压和交流电流导致的发热冲击,同?#20445;?#30005;容必须承受在开关的?#24067;?#19981;可避免的直流高电压大电流浪涌,使用在此电路的电容,必须选择规格和种类合适的电容,如果只是考虑到直流耐压足够是?#23545;?#19981;够的,同?#20445;?#20320;必须考虑到不同电容具有不同的耐纹波能力,电容耐纹波能力的排序见下:

MLCC≥卷饶式涤纶电容≥片式氧化铌电容≥高分子片式钽电容≥高分子固体片式铝电容≥以二氧化锰为阴极的片式钽电容≥液体铝电容≥液态钽电。

5、根据电压高低来选择电容种类:

对于使用电压较高的电路,一旦出现击穿就可能产生很?#29616;?#30340;后果,因此,安全性是首先考虑的因素,高压陶瓷电容的安全性最高,其次是涤纶电容和高压铝电容,耐压最低的是高分子电容和氧化铌电容。

6、根据电容价格来选择电容种类:

有时候,在销售价格较低的民用一次性消费品上,也大量使用电容,在价格对利润影响较大的时候,安全性更重要,绝对不能用牺牲安全的方法来选择可靠性不够的电容,实际上,?#23548;?#24448;往都证明过分考虑成本,得到的结果?#38469;?#19982;愿违。

7、根据综合因素来选择电容种类:

很多时候,电路信号特点非常复杂,此?#20445;?#21512;理地选择电容必须建立在您对各种电容性能特点非常了解的基础上,由于电容厂家具有的电容知识更深,因此,用户可以要求电容厂家提供更为详细的?#38469;?#26381;务,甚?#37327;?#20197;要求厂家提供的某类电容必须通过某项特殊实验,此时的选型不可简单定论,但供需双方切实的?#38469;?#20132;流是必非常关键的。


 
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