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电容根底知识讲座

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第1讲:电容的特性(隔直通交)    电容器是一种能储存电荷的容器.它是由两片靠得较近的金属片,

电容根底知识讲座


第1讲:电容的特性(隔直通交)
    电容器是一种能贮存电荷的容器.它是由两片靠得较近的金属片,中心再隔以绝缘物质而组成的.按绝缘资料不同,可制成各式各样的电容器.如:云母.瓷介.纸介,电解电容器等.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量大,即电容器具有隔直流效果.电容器对沟通电的阻力受沟通电频率影响,即相同容量的电容器对不同频率的沟通电呈现不同的容抗.为开么会呈现这些现象呢\'这是因为电容器是依托它的充放电功能来作业的,如图1,电源开关s未合上时.电容器的两片金属板和其它一般金属板—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招引,并推送到负极板上面。因为电容器两极板之距离有绝缘资料,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.正极板便因电子削减而带上正电,负极板便因电子逐步添加而带上负电。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持平时,电容器的充电就停上了.此刻若将电源堵截,电容器仍能坚持充电电压。对已充电的电容器,假设咱们用导线将两个极板连接起来,因为两极板间存在的电位差,电子便会经过导线,回到正极板上,直至两极板间的电位差为零.电容器又康复到不带电的中性状况,导线中也就没电流了.电容器的放电进程如图3所示.加在电容器两个极板上的沟通电频率高,电容器的充放电次数增多;充放电电流也就增强;也便是说.电容器关于频率高的沟通电的阻止效果就减小,即容抗小,反之电容器对频率低的沟通电发生的容抗大.关于同一频率的沟通电电.电容器的容量越大,容抗就越小,容量越小,容抗就越大.


                      第2讲: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,它在电子设备中充任整流器的滑润滤波、电源的退耦、沟通信号的旁路、交直流电路的沟通耦合等。因为电容器的类型和结构品种比较多,因而,咱们不只需求了解各类电容器的性能指标和一般特性,并且还有必要了解在给定用处下各种元件的优缺点,以及机械或环境的约束条件等。这儿将对电容器的首要参数及其运用做简略阐明。


1. 标称电容量( C R )。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方式的电容器居中(大约在 0.005uF~1.0uF );一般电解电容器的容量较大。这是一个大略的分类法。


2. 类别温度规模。电容器规划所确认的能接连作业的环境温度规模。该规模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、额外温度(可以接连施加额外电压的最高环境温度)等。


3. 额外电压( U R )。在下限类别温度和额外温度之间的任一温度下,可以接连施加在电容器上的最大直流电压或最大沟通电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器运用在高电压场和时,有必要留意电晕的影响。电晕是因为在介质 / 电极层之间存在空地而发生的,它除了可以发生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿。在沟通或脉动条件下,电晕特别容易发生。关于一切的电容器,在运用中应确保直流电压与沟通峰值电压之和不得超越电容器的额外电压。


4. 损耗角正切( tg δ )。在规则频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实践运用中,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。关于电子设备来说,要求 R S 愈小愈好,也便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。一般是以 20 ℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比标明。


6. 运用寿命。电容器的运用寿命随温度的添加而减小。首要原因是温度加快化学反应而使介质随时刻退化。


7. 绝缘电阻。因为温升引起电子活动添加,因而温度升高将使绝缘电阻下降。


  电容器包含固定电容器和可变电容器两大类。其间固定电容器又可依据其介质资料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸 / 塑料薄膜电容器、


                      第3讲:电容的类别和符号
      电容的品种也许多,为了差异开来,也常用几个拉丁字母来标明电容的类别,如图1所示。第一个字母C标明电容,第二个字母标明介质资料,第三个字母今后标明形状、结构等。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。


                    第4讲: 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挠丈量其极性。
咱们知道只要电解电容的正极接电源正(电阻挠时的黑表笔),负端接电源负(电阻挠时的红表笔)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添加(漏电阻减小)。
    丈量时,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表笔相接,记下表针中止的刻度(表针靠左阻值大),然后将电容器放电(既两根引线碰一下),两只表笔对调,从头进行丈量。两次丈量中,表针最终逗留的方位靠左(阻值大)的那次,黑表笔接的便是电解电容的正极。
丈量时最好选用 R*100 或 R*1K 挡。 用万用表判别电容器质量


              第5讲:用万用表判别电容器质量
    视电解电容器容量巨细,一般选用万用表的 R×10 、 R×100 、 R×1K 挡进行测验判别。红、黑表笔别离接电容器的负极(每次测验前,需将电容器放电),由表针的偏摆来判别电容器质量。若表针敏捷向右摆起,然后渐渐向左退回原位,一般来说电容器是好的。假设表针摆起后不再反转,阐明电容器现已击穿。假设表针摆起后逐步退回到某一方位停位,则阐明电容器现已漏电。假设表针摆不起来,阐明电容器电解质现已干枯推失掉容量。
    有些漏电的电容器,用上述办法不易精确判别出好坏。当电容器的耐压值大于万用表内电池电压值时,依据电解电容器正向充电时漏电电流小,反向充电时漏电电流大的特色,可选用 R×10K 挡,对电容器进行反向充电,调查表针逗留处是否安稳(即反向漏电电流是否稳定),由此判别电容器质量,精确度较高。黑表笔接电容器的负极,红表笔接电容器的正极,表针敏捷摆起,然后逐步退至某处逗留不动,则阐明电容器是好的,但凡表针在某一方位逗留不稳或逗留后又逐步渐渐向右移动的电容器现已漏电,不能持续运用了。表针一般逗留并安稳在 50 - 200K 刻度规模内。


         第6讲:略谈电解电容
一、电解电容在电路中的效果
1,滤波效果,在电源电路中,整流电路将沟通变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容,运用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较安稳的直流电压。在实践中,为了避免电路各部分供电电压因负载改变而发生改变,所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容.因为大容量的电解电容一般具有必定的电感,对高频及脉冲搅扰信号不能有效地滤除,故在其两头并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容,以滤除高频及脉冲搅扰.


2,耦合效果:在低频信号的传递与扩大进程中,为避免前后两级电路的静态作业点相互影响,常选用电容藕合.为了避免信号中韵低频重量丢失过大,一般总选用容量较大的电解电容。


二、电解电容的判别办法
    电解电容常见的毛病有,容量削减,容量消失、击穿短路及漏电,其间容量改变是因电解电容在运用或放置进程中其内部的电解液逐步干枯引起,而击穿与漏电一般为所加的电压过高或自身质量欠安引起。判别电源电容的好坏一般选用万用表的电阻档进行丈量.具体办法为:将电容两管脚短路进行放电,用万用表的黑表笔接电解电容的正极。红表笔接负极(对指针式万用表,用数字式万用表丈量时表笔互调),正常时表针应先向电阻小的方向摇摆,然后逐步回来直至无量大处。表针的摇摆起伏越大或回来的速度越慢,阐明电容的容量越大,反之则阐明电容的容量越小.如表针指在中心某处不再改变,阐明此电容漏电,如电阻指示值很小或为零,则标明此电容已击穿短路.因万用表运用的电池电压一般很低,所以在丈量低耐压的电容时比较精确,而当电容的耐压较高时,打时虽然丈量正常,但加上高压时则有或许发生漏电或击穿现象.


三、电解电容的运用留意事项
1、电解电容因为有正负极性,因而在电路中运用时不能倒置联接。在电源电路中,输出正电压时电解电容的正极接电源输出端,负极接地,输出负电压时则负极接输出端,正极接地.当电源电路中的滤波电容极性接反时,因电容的滤波效果大大下降,一方面引起电源输出电压动摇,另一方面又因反向通电使此刻相当于一个电阻的电解电容发热.当反向电压超越某值时,电容的反向漏电电阻将变得很小,这样通电作业不久,即可使电容因过热而迸裂损坏.


2.加在电解电容两头的电压不能超越其答应作业电压,在规划实践电路时应依据具体情况留有必定的余量,在规划稳压电源的滤波电容时,假设沟通电源电压为220~时变压器次级的整流电压可达22V,此刻挑选耐压为25V的电解电容一般可以满足要求.可是,假设沟通电源电压动摇很大且有或许上升到250V以上时,最好挑选耐压30V以上的电解电容。


3,电解电容在电路中不该挨近大功率发热元件,以防因受热而使电解液加快干枯.


4、关于有正负极性的信号的滤波,可采纳两个电解电容同极性串联的办法,当作一个无极性的电容



本章小结:
    电子制造中需求用到各式各样的电容器,它们在电路中别离起着不同的效果。与电阻器类似,一般简称其为电容,用字母C标明。望文生义,电容器便是“贮存电荷的容器”。虽然电容器品种繁多,但它们的根本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中心被某物质(固体、气体或液体)所离隔,就构成了电容器。两片金属称为的极板,中心的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容,最多见的是电解电容和瓷片电容。
    不同的电容器贮存电荷的才能也不相同。规则把电容器外加1伏特直流电压时所贮存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的根本单位为法拉(F)。但实践上,法拉是一个很不常用的单位,因为电容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)(皮法又称轻轻法)等,它们的联系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)
    在电子线路中,电容用来经过沟通而隔绝直流,也用来存储和开释电荷以充任滤波器,滑润输出脉动信号。小容量的电容,一般在高频电路中运用,如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。并且还有一个特色,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比方独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里边充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与其它电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。
   把电容器的两个电极别离接在电源的正、负极上,过一瞬间即便把电源断开,两个引脚间依然会有残留电压(学了今后的教程,可以用万用表调查),咱们说电容器贮存了电荷。电容器极板间建立起电压,积储起电能,这个进程称为电容器的充电。充好电的电容器两头有必定的电压。电容器贮存的电荷向电路开释的进程,称为电容器的放电。
    举一个现实生活中的比如,咱们看到市售的整流电源在拔下插头后,上面的发光二极管还会持续亮一瞬间,然后逐步平息,便是因为里边的电容事前存储了电能,然后开释。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波,不知你有没有用整流电源听随身听的阅历,一般低质的电源因为厂家出于节省本钱考虑运用了较小容量的滤波电容,形成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两头并接上一个较大容量的电解电容(1000μF,留意正极接正极),一般可以改进效果。本站制造HiFi音响,都要用至少1万微法以上的电容器来滤波,滤波电容越大,输出的电压波形越挨近直流,并且大电容的储能效果,使得突发的大信号到来时,电路有满足的能量转换为强劲有力的音频输出。这时,大电容的效果有点像水库,使得本来汹涌的水流滑润地输出,并可以确保下流许多用水时的供给。
    电子电路中,只要在电容器充电进程中,才有电流流过,充电进程完毕后,电容器是不能经过直流电的,在电路中起着“隔直流”的效果。电路中,电容器常被用作耦合、旁路、滤波等,都是运用它“通沟通,隔直流”的特性。那么沟通电为什么可以经过电容器呢?咱们先来看看沟通电的特色。沟通电不只方向往复交变,它的巨细也在按规则改变。电容器接在沟通电源上,电容器接连地充电、放电,电路中就会流过与沟通电改变规则共同的充电电流和放电电流。
    电容器的选用涉及到许多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两头的电压超越了它的额外电压,电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V,10V,16V,25V,50V等。

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