電容(Capacitance)亦稱作“電容量”,是指在給定電位差下的電荷儲藏量,記為C,國際單位是法拉(F)。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì),則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導(dǎo)體上,造成電荷的累積儲存,儲存的電荷量則稱為電容。
•電容是指容納電場的能力。任何靜電場都是由許多個電容組成,有靜電場就有電容,電容是用靜電場描述的。一般認(rèn)為:孤立導(dǎo)體與無窮遠(yuǎn)處構(gòu)成電容,導(dǎo)體接地等效于接到無窮遠(yuǎn)處,并與大地連接成整體。
•電容(或稱電容量)是表現(xiàn)電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。電容從物理學(xué)上講,它是一種靜態(tài)電荷存儲介質(zhì),可能電荷會永久存在,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、信號濾波、信號耦合、諧振、濾波、補(bǔ)償、充放電、儲能、隔直流等電路中。
1.電容單位及轉(zhuǎn)換:
•在國際單位制里,電容的單位是法拉,簡稱法,符號是F,由于法拉這個單位太大,所以常用的電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)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)。
•電容與電池容量的關(guān)系:
•1伏安時=1瓦時=3600焦耳
•W=0.5CUU
2.電容的種類
•2-1有極性:電解電容:
•制作工藝:兩片鋁帶和兩層絕緣膜相互層疊,轉(zhuǎn)捆后浸在電解液中。
•優(yōu)點(diǎn):容量大。
•缺點(diǎn):高頻特性不好。
•用途:低頻級間耦合、旁路、退耦、電源濾波、音響
•2-2.無極性電容
•可變電容:制作工藝可旋轉(zhuǎn)動片為陶瓷片表面鍍金屬薄膜,定片為鍍有金屬膜的陶瓷底;動片為同軸金屬片,定片為有機(jī)薄膜片作介質(zhì)
•優(yōu)點(diǎn):容易生產(chǎn),技術(shù)含量低。
•缺點(diǎn):體積大,容量小
•用途:改變震蕩及諧振頻率電路。調(diào)頻、調(diào)幅、發(fā)射/接收電路
•無極性無感CBB電容:
•制作工藝:2層聚丙乙烯塑料和2層金屬箔交替夾雜然后捆綁而成。
•優(yōu)點(diǎn):無感,高頻特性好,體積較小
•缺點(diǎn):不適合做大容量,價格比較高,耐熱性能較差。
•用途:耦合/震蕩,音響,模擬/數(shù)字電路,高頻電源濾波/退耦
•無極性瓷片電容
•制作工藝:薄瓷片兩面渡金屬膜銀而成。
•優(yōu)點(diǎn):體積小,耐壓高,價格低,頻率高(有一種是高頻電容)
•缺點(diǎn):易碎,容量低
•用途:高頻震蕩、諧振、退耦、音響
•無極性云母電容
•制作工藝:云母片上鍍兩層金屬薄膜
•優(yōu)點(diǎn):容易生產(chǎn),技術(shù)含量低。
•缺點(diǎn):體積大,容量小用途:震蕩、諧振、退耦及要求不高的電路無極性獨(dú)石電容體積比CBB更小,其他同CBB,有感
•用途:模擬/數(shù)字電路信號旁路/濾波,音響
3.電容的作用
•旁路電容:是為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化,降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進(jìn)行放電。為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地電位是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降
•濾波電容:
•從理論上(即假設(shè)電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過1μF 的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容,這時大電容濾低頻,小電容濾高頻。電容的作用就是通交流隔直流,通高頻阻低頻。電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。信號頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個水塘,不會因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。它把電壓的變動轉(zhuǎn)化為電流的變化,頻率越高,峰值電流就越大,從而緩沖了電壓。濾波就是充電,放電的過程 。
•電容的計算公式
•一個電容器,如果帶1庫的電量時兩級間的電勢差是1伏,這個電容器的
•電容就是1法拉,即:C=Q/U 。Q(帶電量)、U(電壓)、C電容
•電容器的電勢能計算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C
•多電容器并聯(lián)計算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn
•多電容器串聯(lián)計算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn
•三電容器串聯(lián):C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3
4.電容的量測
用萬用表電阻檔檢查電解電容器的好壞
1.電解電容器的兩根引線有正、負(fù)之分,在檢查它的好壞時, 對耐壓較低的電解電容器(6V或 l0V),電阻檔應(yīng)放在R×100或 R×1K檔,把紅表筆接電容器的負(fù)端,黑表筆接正端,這時萬用表指針將擺動,然后恢復(fù)到零位或零位附近。這樣的電解電容器是好的。電解電容器的容量越大,充電時間越長,指針擺動得也越慢.當(dāng)?shù)谝惠啘y完之后再把兩個表筆對調(diào)一下,再量測一次兩次量測的結(jié)果指針均能回到原點(diǎn)代表此電容充放電功能OK,如果其中1次指針在中途停下來代表此電容漏電不可能使用.
2.用萬用表判斷電解電容器的正、負(fù)引線一些耐壓較低的電解電容器,如果正、負(fù)引線標(biāo)志不清時, 可根據(jù)它的正接時漏電電流小(電阻值大),反接時漏電電流大的特性來判斷。具體方法是:用紅、黑表筆接觸電容器的兩引線,記住漏電電流(電阻值)的大小 (指針回擺并停下時所指示的阻值),然后把此電容器的正、負(fù)引線短接一下,將紅、黑表筆對調(diào)后再測漏電電流。以漏電流小的示值為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷,與黑表筆接觸的那根引線是電解電容器的正端。這種方法對本身漏電流小的電解電容器,則比較難于區(qū)別其的極性.
3.用萬用表電阻檔粗略鑒別5000PF以上容量電容的好壞 用萬用表電阻檔可大致鑒別5000PF以上電容器的好壞(5000PF以下者只能判斷電容器內(nèi)部是否被擊穿)。檢查時把電阻檔量程放在量程高檔值,兩表筆分別與電容器兩端接觸,這時指針快速的擺動一下然后復(fù)原,反向連接,擺動的幅度比第一次更大,而后又復(fù)原,這樣的電容器是好的,電容器的容量越大,測量是電表指針擺動會越大. |