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电容基础知识:
电容(Capacitor)是第二种最常用的元件。电容的主要物理特征是储存电荷。由于电荷的储存意味着能的储存,因此也可说电容器是一个储能元件,确切的说是储存电能。两个平行的金属板即构成一个电容器。
电容器上标有的电容数是电容器的标称容量。电容器的标称容量和它的实际容量会有误差。常用固定电容允许误差的等级见表2。常用固定电容的标称容量系列见表3。
表1 常用电容的结构和特点
电容种类 |
电容结构和特点 |
纸介电容 |
用两面片金属箔做电极,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.它的特占是体积小,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,介质是涤纶或者聚笨乙烯.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.聚笨乙烯薄膜电容,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,一般用在低频电路各. |
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.不需要经过直流电压处理,使用正极片面上形成一层投氧化膜做介质.它的特点是容量大,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成.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\去母\薄膜等. |
可变电容 |
它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变.把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连.可变电容的介质有空气和聚笨乙烯两种.空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中.聚笨乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中. |
表2 常用固定电容允许误差的等级
允许误差 |
±2% ±5% ±10% ±20% (+20% -30%) (+50% -20%) (+100% -10%) |
级别 |
02 I II III IV V VI |
表3 常用固定电容的标称容量系列
电容类别 |
允许误差 |
容量范围 |
标称容量系列 |
纸介电容\金属化纸介电容\纸膜复合介质电容\低频(有极性)有机薄膜介质电容 |
±5% |
100pF~1uF |
1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 |
1uF~100uF |
1 2 4 6 8 10 15 20 30 50 60 80 100 |
||
高频(无极性)有机薄膜介质电容\瓷介电容\玻璃釉电容\云母电容 |
±5% |
|
1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.8 7.5 8.2 9.1 |
±10% |
1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2 |
||
±20% |
1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 |
||
铝\钽\铌\钛电解电容 |
±10% |
1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 (容量单位uF) |
电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
表4是常用固定电容直流工作电压系列。有*的数值,只限电解电容用。
表4 常用固定电容直流工作电压系列
1.6 4 6.3 10 16 25 32* 40 50 63 |
100 125* 160 250 300* 400 450* 500 630 1000 |
由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻。漏电电阻越小,漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。因此,漏电电阻越大越好。
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2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、结构等。上面的是小型纸介电容,下面的是立式矩开密封纸介电容。表5列出电容的类别和符号。表6是常用电容的几项特性。
图2
表5 电容的类别和符号
顺序 |
类别 |
名称 |
简称 |
称号 |
第一个字母 |
主称 |
电容器 |
容 |
C |
第二个字母 |
介质材料 |
纸介 |
纸 |
Z |
第三个字母以后 |
形状 |
筒形 |
筒 |
T |
结构 |
密封 |
密 |
M |
|
大小 |
小型 |
小 |
X |
表6 常用电容的几项特性
电容种类 |
容量范围 |
直流工作电压(V) |
运用频率(MHz) |
准确度 |
漏电电阻(MΩ) |
中小型纸介电容 |
470pF~0.22uF |
63~630 |
8以下 |
I~III |
>5000 |
金属壳密封纸介电容 |
0.01uF~10uF |
250~1600 |
直流,脉动直流 |
I~III |
>1000~5000 |
中\小型金属化纸介电容 |
0.01uF~0.22uF |
160\250\400 |
8以下 |
I~III |
>2000 |
金属壳密封金属化纸介电容 |
0.22uF~30uF |
160~1600 |
直流,脉动电流 |
I~III |
>30~5000 |
薄膜电容 |
2pF~0.1uF |
63~500 |
高频\低频 |
I~III |
>10000 |
云母电容 |
10pF~0.51uf |
100~7000 |
75~250以下 |
02~III |
>10000 |
瓷介电容 |
1pF~0.1uF |
63~630 |
低频\高频50~3000以下 |
02~III |
>10000 |
铝电解电容 |
1uF~10000uF |
4~500 |
直流,脉动直流 |
IVV |
|
钽\铌电解电容 |
0.47uF~1000uF |
6.3~160 |
直流,脉动直流 |
IIIIV |
|
瓷介微调电容 |
2/7pF~7/25pF |
250~500 |
高频 |
|
>1000~10000 |
可变电容 |
最小>pF 最大<1100pF |
100以上 |
你频,高频 |
|
>500 |
电容也有多种多样,它包括固定电容,可变电容,电解电容,瓷片电容,云母电容,涤纶电容,钽电容等,其中钽电容特别稳定。
电容有固定电容和可变电容之分。固定电容在电路中常常用来做为耦合,滤波,积分,微分,与电阻一起构成RC充放电电路,与电感一起构成LC振荡电路等。可变电容由于其容量在一定范围内可以任意改变,所以当它和电感一起构成LC回路时,回路的谐振频率就会随着可变电容器容量的变化而变化。一般接受机电路就是利用这样一个原理来改变接收机的接收频率的。