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电容的作用及相关基础知识 - 公共专业 - 方钉文库 - 工程标准规范下载 - 工程师必备网站

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电容的作用及相关基础知识

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电容的作用及相关基础知识
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电容是种我们经常使用到的电子元件,电容器是一种能储存电荷的容器.它是由两片*得较近的金属片,中间再隔以绝缘物质而组成的.按绝缘材料不同,可制成各种各样的电容器如:云母,瓷介,纸介,电解电容器等.下图片所示的就是一中电脑主板中用到的电解电容常用电容按介质区分有纸介电容、油浸纸介电容、金属化纸介电容、云母电容、薄膜电容、陶瓷电容、电解电容等。纸介电容用两片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成。它的特点是体积较小,容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适。云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小,适宜用于高频电路陶瓷电容用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小,耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大,但是损耗和温度系数较大,适宜用于低频电路薄膜电容结构和纸介电容相同,介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻高,但是温度系数大,可用于高频电路金属化纸介电容结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路中油浸纸介电容它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高,但是体积较大。铝电解电容它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大,但是漏电大,稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候,正负极不要接反。钽、铌电解电容它用金属钽或者铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。半可变电容也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。调节的时候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。在构造上,又分为固定电容器和可变电容器,电容器对直流电阻力无穷大,即电容器具有隔直流作用电容器对交流电的阻力受交流电频率影响,即相同容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗为开么会出现这些现象呢趴这是因为电容器是依*它的充放电功能来工作的,如图1,电源开关5未合上时.电容器的两片金属板和其它普通金属板一样是不带电的。当开关S合上时,如图2所示,电容器正极板上的自由电子便被电源所吸引,并推送到负极板上面。由于电容器两极板之间隔有绝缘材料,所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆积起来.正极板便因电子减少而带上正电,负极板便因电子逐渐增加而带上负电。电容器两个极板之间便有了电位差,当这个电位差与电源电压相等时,电容器的充电就停上了.此时若将电源切断,电容器仍能保持充电电压。对已充电的电容器,如果我们用导线将两个极板连接起来,由于两极板间存在的电位差,电子便会通过导线,回到正极板上,直至两极板间的电位差为零.电容器又恢复到不带电的中性状态,导线中也就没电流了,电容器的放电过程如图3所示.加在电容器两个极板上的交流电频率高,电容器的充放电次数增多:充放电电流也就增强:也就是说.电容器对于频率高的交流电的阻碍作用就减小,即容抗小,反之电容器对频率低的交流电产生的容抗大.对于同一频率的交流电电.电容器的容量越大,容抗就越小,容量越小,容抗就越大电容器的参数与分类在电子产品中,电容器是必不可少的电子器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点,以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明。1.标称电容量(CR)。电容器产品标出的电容量值。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000F以下):纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中(大约在0.005uF~1.0uF):通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法类别温度范围。电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等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器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。电容器应用在高电压场和时,必须注意电晕的影响。电绿是由于在介质/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,还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生。对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。4.损耗角正切(tgδ)。在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说,要求S愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。5.电容器的温度特性。通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表6.使用寿命。电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。7.绝缘电阻。由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低,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其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电容的类别和符号电容的种类也很多,为了区别开来,也常用几个拉丁字母来表示电容的类别,如图所示。第一个字母C表示电容,第二个字母表示介质材料,第三个字母以后表示形状、构等。上图是小型纸介电容,下图是立式矩开密封纸介电容。表1列出电容的类别和符号表2是常用电容的几项特性。电解电容极性的判别不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性我们知道只有电解电容的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔),负端接电源负(电阻挡时的红表笔)时,电解电容的漏电流才小(漏电阻大)。反之,则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小先假定某极为”+”极,让其与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红
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