电容基础知识

作者：信息来源:电子市场 2006-9-27

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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...

在电子产品中，电容器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。里将对电容器的主要数及其应用做简单说明。

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5000pF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。

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。电晕是由于在介质/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。

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RS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。

这个关系为：tgδ=RS/XC=2*3.14*f*C* RS 。因此，在应用当中应注意选择这个参数，避免自身发热过大而影响寿命。
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示。

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。

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。

电容器分类

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、电解电容器和玻璃釉电容器等；可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。以下附表列出了常见电容器的字母符号。

附表

字母

电容器介质材料

字母

电容器介质材料

钽电解

铌电解

聚脂等极性有机薄膜

高频陶瓷

聚笨乙烯等非极性有机薄膜

玻璃膜

铝电解

云母

低频陶瓷

玻璃釉

合金电解

漆膜

云母纸

其他材料电解

纸膜复合

纸

金属化纸

电容的耐压和绝缘电阻 :
电容期可靠地工作，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1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。
    常用固定电容的直流电压系列
     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。