所謂電容器就是能夠儲(chǔ)存電荷的“容器”。只不過(guò)這種“容器”是一種特殊的物質(zhì)——電荷,而且其所存儲(chǔ)的正負(fù)電荷等量地分布于兩塊不直接導(dǎo)通的導(dǎo)體板上。至此,我們就可以描述電容器的基本結(jié)構(gòu):兩塊導(dǎo)體板(通常為金屬板)中間隔以電介質(zhì),即構(gòu)成電容器的基本模型。
電容器按結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器;按介質(zhì)可分為空氣介質(zhì)電容器、固體介質(zhì)(云母、陶瓷、滌綸等)電容器和電解電容器;按有無(wú)極性可分為有極性電容器和無(wú)極性電容器。常見(jiàn)電容器的外形如圖1所示。
圖1 常見(jiàn)電容器外形
電容器的電路符號(hào),如圖2所示。
圖2 電容器電路符號(hào)
電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應(yīng)用于隔直,耦合, 旁路,濾波,調(diào)諧回路,能量轉(zhuǎn)換,控制電路等方面。
用C表示電容,電容單位有法拉(F)、微法拉(uF)、皮法拉(pF)
一、電容器的型號(hào)命名方法:
國(guó)產(chǎn)電容器的型號(hào)一般由四部分組成(不適用于壓敏、可變、真空電容器)。依次分別代表名稱(chēng)、材料、分類(lèi)和序號(hào)。
部分:名稱(chēng),用字母表示,電容器用C。
第二部分:材料,用字母表示。
第三部分:分類(lèi),一般用數(shù)字表示,個(gè)別用字母表示。
第四部分:序號(hào),用數(shù)字表示。
用字母表示產(chǎn)品的材料:A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-復(fù)合介質(zhì)、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機(jī)薄膜、N-鈮電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介
二、電容器的分類(lèi)
1、按照結(jié)構(gòu)分三大類(lèi):
固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。
2、按電 解質(zhì) 分類(lèi)有:
有機(jī)介質(zhì)電容器、無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器、電解電容器和空氣介;質(zhì)電容器等。
3、按用途分有:
高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型;電容器。
4、頻旁路:
陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。
5、低頻旁路:
紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。
6、濾波:
鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。
7、調(diào)諧:
陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。
8、高頻耦合:
陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器。
9、低耦合:
紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。
10、小型電容:
金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電 容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。
電容器容量的標(biāo)識(shí)方法主要有直標(biāo)法、數(shù)碼法和色標(biāo)法三種。
(1)直標(biāo)法。將電容器的容量、耐壓及誤差直接標(biāo)注在電容器的外殼上,其中,誤差一股用字母來(lái)表示。常見(jiàn)的表示誤差的字母有J(±5%)和Κ(±10%)等。例如,47nJ100表示容量為(47nF或0.047 pF)±5%,耐壓為100V。
當(dāng)電容器所標(biāo)容量沒(méi)有單位時(shí),在讀其容量時(shí)可按如下原則:當(dāng)容量在t ; 10^之間時(shí),單位為pF;當(dāng)容量大于to'時(shí),單位為ptF°
(2)數(shù)碼法。用三位數(shù)字來(lái)表示容量的大小,單位為pF。前兩位為有效數(shù)字,第三位表示倍率,即乘以10″,刀的范圍是1~9。例如,222表示22×to'=2200 pF
(3)色標(biāo)法。這種表示方法與電阻的色環(huán)表示方法類(lèi)似,其顏色所代表的數(shù)字與電阻色環(huán)完全一致,單位為pF。例如,紅紅橙表示22×to' pF。
電容器在電子線路中的作用一般概括為:通交流、阻直流。電容器通常起濾波、旁路、耦合、去耦、轉(zhuǎn)相等電氣作用,是電子線路必不可少的組成部分。在集成電路、超大規(guī)模集成電路已經(jīng)大行其道的今天,電容器作為一種分立式無(wú)源元件仍然大量使用于各種功能的電路中,其在電路中所起的重要作用可見(jiàn)一斑。作貯能元件也是電容器的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域,同電池等儲(chǔ)能元件相比,電容器可以瞬時(shí)充放電,并且充放電電流基本上不受限制,可以為熔焊機(jī)、閃光燈等設(shè)備提供大功率的瞬時(shí)脈沖電流。電容器還常常被用以改善電路的品質(zhì)因子,如節(jié)能燈用電容器。
隔直流:作用是阻止直流通過(guò)而讓交流通過(guò)。
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。
耦合:作為兩個(gè)電路之間的連接,允許交流信號(hào)通過(guò)并傳輸?shù)较乱患?jí)電路
濾波:將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動(dòng)波,接近于直流。
溫度補(bǔ)償:針對(duì)其它元件對(duì)溫度的適應(yīng)性不夠帶來(lái)的影響,而進(jìn)行補(bǔ)償,改善電路的穩(wěn)定性。
計(jì)時(shí):電容器與電阻器配合使用,確定電路的時(shí)間常數(shù)。
調(diào)諧:對(duì)與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧,比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。
整流:在預(yù)定的時(shí)間開(kāi)或者關(guān)半閉導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件。
儲(chǔ)能:儲(chǔ)存電能,用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈,加熱設(shè)備等等。
用普通的指針式萬(wàn)用表就能判斷電容器的質(zhì)量、電解電容器的極性,并能定性比較電容器容量的大小。
�。�1)質(zhì)量判定。用萬(wàn)用表R×1k檔,將表筆接觸電容器(1μF以上的容量)的兩引腳,接通瞬間,表頭指針應(yīng)向順時(shí)針?lè)较蚱D(zhuǎn),然后逐漸逆時(shí)針回復(fù),如果不能復(fù)原,則穩(wěn)定后的讀數(shù)就是電容器的漏電電阻,阻值越大表示電容器的絕緣性能越好;若在上述的檢測(cè)過(guò)程中,表頭指針無(wú)擺動(dòng),說(shuō)明電容器開(kāi)路;若表頭指針向右擺動(dòng)的角度大且不回復(fù),說(shuō)明電容器已擊穿或嚴(yán)重漏電,若表頭指針保持在0Ω附近,說(shuō)明該電容器內(nèi)部短路。
對(duì)于電容量小于1μF的電容器,由于電容充放電現(xiàn)象不明顯,檢測(cè)時(shí)表頭指針偏轉(zhuǎn)幅度很小或根本無(wú)法看清,但并不說(shuō)明電容器質(zhì)量有問(wèn)題。
(2)容量判定。檢測(cè)過(guò)程同上,表頭指針向右擺動(dòng)的角度越大,說(shuō)明電容器的容量愈大,反之則說(shuō)明容量愈小。
�。�3)極性判定。根據(jù)電解電容器正接時(shí)漏電流小、漏電阻大,反接時(shí)漏電流大、漏電阻小的特點(diǎn)可判斷其極性。將萬(wàn)用表打在Ω檔的R×1k檔,先測(cè)一下電解電容器的漏電阻值,而后將兩表筆對(duì)調(diào)一下,再測(cè)一次漏電阻值。兩次測(cè)試中,漏電阻值小的一次,黑表筆接的是電解電容器的負(fù)極,紅表筆接的是電解電容器的正極。
�。�4)可變電容器碰片檢測(cè)。用萬(wàn)用表的R×1k檔,將兩表筆固定接在可變電容器的 定、動(dòng)片端子上,慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)可變電容器的轉(zhuǎn)軸,如表頭指針發(fā)生擺動(dòng)說(shuō)明有碰片,否則說(shuō)明是正常的。使用時(shí),動(dòng)片應(yīng)接地,防止調(diào)整時(shí)人體靜電通過(guò)轉(zhuǎn)軸引入噪聲。
4.電容器的選用
電容器的種類(lèi)很多,性能指標(biāo)各異,合理選用電容器對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)十分重要。一般應(yīng)從以下幾方面進(jìn)行考慮:
�。�1)額定電壓。所選電容器的額定電壓一般是在線電容工作電壓的1.5 ~ 2倍。不論選用何種電容器,都不得使其額定電壓低于電路的實(shí)際工作電壓,否則電容器將會(huì)被擊穿;也不要使用其額定電壓太高,否則不僅提高了成本,而且電容器的體積必然增大。但選用電解電容器(特別是液體電介質(zhì)電容器)應(yīng)特別注意,一是由于電解電容器自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),應(yīng)使線路的實(shí)際電壓相當(dāng)于所選額定電壓的50[%] ~ 70[%],以便充分發(fā)揮解電容器的作用。如果實(shí)際工作電壓相當(dāng)于所選額定電壓的一半,反而容易使電解電容器的損耗增大;二是在選用電解電容器時(shí),還應(yīng)注意電容器的存放時(shí)間(存放時(shí)間一般不超過(guò)一年)。長(zhǎng)期存放的電容器可能會(huì)因電解液干涸而老化。
�。�2)標(biāo)稱(chēng)容量和精度。大多數(shù)情況下,對(duì)電容器的容量要求并不嚴(yán)格,容量相差一些是無(wú)關(guān)緊要的。但在振蕩回路、濾波、延時(shí)電路及音調(diào)電路中,電容量的要求則非常精確,電容器的容量及其誤差應(yīng)滿(mǎn)足電路要求。
(3)使用場(chǎng)合。根據(jù)電路的要求合理選用電容器,云母電容器或瓷介電容器一般用在高頻或高壓電路中。在特殊場(chǎng)合,還要考慮電容器的工作溫度范圍、溫度系數(shù)等參數(shù)。
�。�4)體積。設(shè)計(jì)時(shí)一般希望使用體積小的電容器,以便減小電子產(chǎn)品的體積和重量,更換時(shí)也要考慮電容器的體積大小能否正常安裝。
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