電容

電容的寫法

電容介紹

電容（或電容量,Capacitance）指的是在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量；記為C，國際單位是法拉（F）。一般來說，電荷在電場中會(huì)受力而移動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上；造成電荷的累積儲(chǔ)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

定義：

電容（或稱電容量）是表征電容器容納電荷本領(lǐng)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(xué)上講，它是一種靜態(tài)電荷存儲(chǔ)介質(zhì)（就像一只水桶一樣，你可以把電荷充存進(jìn)去，在沒有放電回路的[1]情況下，刨除介質(zhì)漏電自放電效應(yīng)/電解電容比較明顯，可能電荷會(huì)存在，這是它的特征），它的用途較廣，它是電子、電力領(lǐng)域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信號(hào)濾波、信號(hào)耦合、諧振、隔直流等電路中。

電容的符號(hào)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(hào)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(guān)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)。

分類

一、按照功能

1.名稱：聚酯（滌綸）電容　符號(hào)：（CL）電容量：40p--4μ額定電壓：63--630V主要特點(diǎn)：小體積，大容量，耐熱耐濕，穩(wěn)定性差應(yīng)用：對(duì)穩(wěn)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(hào)：（CB）電容量：10p--1μ額定電壓：100V--30KV主要特點(diǎn)：穩(wěn)定，低損耗，體積較大應(yīng)用：對(duì)穩(wěn)定性和損耗要求較高的電路3.名稱：聚丙烯電容　符號(hào)：（CBB）電容量：1000p--10μ額定電壓：63--2000V主要特點(diǎn)：性能與聚苯相似但體積小，穩(wěn)定性略差應(yīng)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(hào)：（CY）電容量：10p--0.1μ額定電壓：100V--7kV主要特點(diǎn)：高穩(wěn)定性，高可靠性，溫度系數(shù)小應(yīng)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(hào)：（CC）電容量：1--6800p額定電壓：63--500V主要特點(diǎn)：高頻損耗小，穩(wěn)定性好應(yīng)用：高頻電路6.名稱：低頻瓷介電容　符號(hào)：（CT）電容量：10p--4.7μ額定電壓：50V--100V主要特點(diǎn)：體積小，價(jià)廉，損耗大，穩(wěn)定性差應(yīng)用：要求不高的低頻電路7.名稱：玻璃釉電容符號(hào)：（CI）電容量：10p--0.1μ額定電壓：63--400V主要特點(diǎn)：穩(wěn)定性較好，損耗小，耐高溫（200度）應(yīng)用：脈沖、耦合、旁路等電路8.名稱：鋁電解電容　符號(hào)：(CD)電容量：0.47--10000μ額定電壓：6.3--450V主要特點(diǎn)：體積小，容量大，損耗大，漏電大應(yīng)用：電源濾波，低頻耦合，去耦，旁路等9.名稱：鉭電解電容符號(hào)：（CA）電容量：0.1--1000μ額定電壓：6.3--125V主要特點(diǎn)：損耗、漏電小于鋁電解電容應(yīng)用：在要求高的電路中代替鋁電解電容10.名稱：空氣介質(zhì)可變電容器符號(hào)：可變電容量：100--1500p主要特點(diǎn)：損耗小，效率高；可根據(jù)要求制成直線式、直線波長式、直線頻率式及對(duì)數(shù)式等應(yīng)用：電子儀器，廣播電視設(shè)備等11.名稱：薄膜介質(zhì)可變電容器符號(hào)：可變電容量：15--550p主要特點(diǎn)：體積小，重量輕；損耗比空氣介質(zhì)的大應(yīng)用：通訊，廣播接收機(jī)等12.名稱：薄膜介質(zhì)微調(diào)電容器符號(hào)：可變電容量：1--29p主要特點(diǎn)：損耗較大，體積小應(yīng)用：收錄機(jī)，電子儀器等電路作電路補(bǔ)償13.名稱：陶瓷介質(zhì)微調(diào)電容器符號(hào)：可變電容量：0.3--22p主要特點(diǎn)：損耗較小，體積較小應(yīng)用：精密調(diào)諧的高頻振蕩回路14.名稱：獨(dú)石電容容量范圍：0.5PF--1ΜF(xiàn)耐壓：二倍額定電壓。應(yīng)用范圍：廣泛應(yīng)用于電子精密儀器。各種小型電子設(shè)備作諧振、耦合、濾波、旁路。獨(dú)石電容的特點(diǎn)：電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩(wěn)定，耐高溫耐濕性好等。的缺點(diǎn)是溫度系數(shù)很高，做振蕩器的穩(wěn)漂讓人受不了，我們做的一個(gè)555振蕩器，電容剛好在7805旁邊，開機(jī)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(dú)石為正溫糸數(shù)+130左右，CBB為負(fù)溫系數(shù)-230，用適當(dāng)比例并聯(lián)使用，可使溫漂降到很小。就價(jià)格而言：鉭、鈮電容最貴，獨(dú)石、CBB較便宜，瓷片，但有種高頻零溫漂黑點(diǎn)瓷片稍貴，云母電容Q值較高，也稍貴。里面說獨(dú)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

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(xiàn)象，使得電容器有著種種不同的用途，例如在電動(dòng)馬達(dá)中，我們用它來產(chǎn)生相移;在照相閃光燈中，用它來產(chǎn)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(zhì)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(nèi)的信號(hào)從總信號(hào)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(jí)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(jí)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(fù)反饋放大器中，為了消振可能出現(xiàn)的高頻自激，采用這種電容電路，以消除放大器可能出現(xiàn)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(lián)和串聯(lián)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(hào)中去掉某一頻段的信號(hào)，可以使用旁路電容電路，根據(jù)所去掉信號(hào)頻率不同，有全頻域（所有交流信號(hào)）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(jī)高頻和中頻放大器，電視機(jī)高頻放大器中，采用這種中和電容電路，以消除自激。•定時(shí)電容：用在定時(shí)電路中的電容器稱為定時(shí)電容。在需要通過電容充電、放電進(jìn)行時(shí)間控制的電路中使用定時(shí)電容電路，電容起控制時(shí)間常數(shù)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(jí)電路中，采用這種積分電容電路，以從行場復(fù)合同步信號(hào)中取出場同步信號(hào)。•微分電容：用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發(fā)器電路中為了得到尖頂觸發(fā)信號(hào)，采用這種微分電容電路，以從各類（主要是矩形脈沖）信號(hào)中得到尖頂脈沖觸發(fā)信號(hào)。•補(bǔ)償電容：用在補(bǔ)償電路中的電容器稱為補(bǔ)償電容，在卡座的低音補(bǔ)償電路中，使用這種低頻補(bǔ)償電容電路，以提升放音信號(hào)中的低頻信號(hào)，此外，還有高頻補(bǔ)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(jí)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(hào)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(yáng)聲器分頻電路中，使用分頻電容電路，以使高頻揚(yáng)聲器工作在高頻段，中頻揚(yáng)聲器工作在中頻段，低頻揚(yáng)聲器工作在低頻段。•負(fù)載電容：是指與石英晶體諧振器一起決定負(fù)載諧振頻率約有效外界電容。負(fù)載電容常用的標(biāo)準(zhǔn)值有16pF、2OpF、3OpF、5OpF和1OOpF。負(fù)載電容可以根據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，通過調(diào)整一般可以將諧振器的工作頻率調(diào)到標(biāo)稱值。

應(yīng)用

很多電子產(chǎn)品中，電容器都是必不可少的電子元器件，它在電子設(shè)備中充當(dāng)整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號(hào)的旁路、交直流電路的交流耦合等。由于電容器的類型和結(jié)構(gòu)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(biāo)和一般特性，而且還必須了解在給定用途下各種元件的優(yōu)缺點(diǎn)、機(jī)械或環(huán)境的限制條件等。下文介紹電容器的主要參數(shù)及應(yīng)用，可供讀者選擇電容器種類時(shí)用。1、標(biāo)稱電容量(CR)：電容器產(chǎn)品標(biāo)出的電容量值。云母和陶瓷介質(zhì)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(zhì)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(gè)粗略的分類法。2、類別溫度范圍：電容器設(shè)計(jì)所確定的能連續(xù)工作的環(huán)境溫度范圍，該范圍取決于它相應(yīng)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(xù)施加額定電壓的環(huán)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(xù)施加在電容器上的直流電壓或交流電壓的有效值或脈沖電壓的峰值。電容器應(yīng)用在高壓場合時(shí)，必須注意電暈的影響。電暈是由于在介質(zhì)/電極層之間存在空隙而產(chǎn)生的，它除了可以產(chǎn)生損壞設(shè)備的寄生信號(hào)外，還會(huì)導(dǎo)致電容器介質(zhì)擊穿。在交流或脈動(dòng)條件下，電暈特別容易發(fā)生。對(duì)于所有的電容器，在使用中應(yīng)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(guī)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(shí)際應(yīng)用中，電容器并不是一個(gè)純電容，其內(nèi)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(shí)際電容量，Rs是電容器的串聯(lián)等效電阻，Rp是介質(zhì)的絕緣電阻，Ro是介質(zhì)的吸收等效電阻。對(duì)于電子設(shè)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(gè)關(guān)系用下式來表達(dá)：tanδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs因此，在應(yīng)用當(dāng)中應(yīng)注意選擇這個(gè)參數(shù)，避免自身發(fā)熱過大，以減少設(shè)備的失效性。5、電容器的溫度特性：通常是以20℃基準(zhǔn)溫度的電容量與有關(guān)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(yōu)點(diǎn)。

參數(shù)

1、標(biāo)稱電容量和允許偏差

標(biāo)稱電容量是標(biāo)志在電容器上的電容量。電容器實(shí)際電容量與標(biāo)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(jí)與允許誤差對(duì)應(yīng)關(guān)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(jí)，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí)，根據(jù)用途選取。

2、額定電壓

在環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的直流電壓有效值，一般直接標(biāo)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(fù)的損壞。

3、絕緣電阻

直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻.當(dāng)電容較小時(shí)，主要取決于電容的表面狀態(tài)，容量〉0.1uf時(shí)，主要取決于介質(zhì)的性能，絕緣電阻越大越好。電容的時(shí)間常數(shù)：為恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)大容量電容的絕緣情況而引入了時(shí)間常數(shù)，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(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質(zhì)損耗，電導(dǎo)損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的?！≡谥绷麟妶龅淖饔孟?，電容器的損耗以漏導(dǎo)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(dǎo)有關(guān)，而且與周期性的極化建立過程有關(guān)。

5、頻率特性

隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。

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(dāng)會(huì)影響電路的整體工作狀態(tài)；

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(jià)格較貴的電容，就不可以使用絳綸的電容，和電解的電容，因?yàn)樗鼈冊诟哳l情況下會(huì)形成電感，以致影響電路的工作精度。