一,基本概念

1.定义

两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。电介质可以由各种绝缘材料制成:纸、玻璃、橡胶、陶瓷、塑料或任何阻碍电流流动的材料。极板由导电材料制成:铝、钽、银或其他金属。它们分别与一根端线相连,最终连接到电路的其余部分。电容器的电容取决于其构造。更大的电容需要更大的电容器。具有更大重叠表面积的极板可提供更大的电容,而极板之间的距离越大,电容越小。电介质的材料会影响电容的法拉数。在电路中一般称电容器为电容。

2.单位

电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。电容器的电容量的基本单位是法拉(F),此外还有μF(微法)、nF(用的比较少)pF(皮法)。电容越大代表存储电荷的能力越强。在电路图中通常用字母C表示电容元件。电容值一般直接标注在电容上面。

3.电压耐压值

电压耐压值是电容重要参数,电容电极之间能够承受的瞬时电压的最大值。电容两极间的电压超过了耐压值,电介质就会因为极间电场过强而发生电离,电容就会击穿。
普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等;
有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

4.容抗

容抗是描述电容器对交流电阻抗性质的一个概念。
电容器对直流电是完全绝缘的,直流阻抗近似为无穷大。但对于交流电来说,电容器会具有一定的阻抗,这就是容抗。
电容器的容抗公式为:Xc = 1/(2πfc)
Xc: 电容的容抗,单位为欧姆(Ω) f: 信号频率,单位为赫兹(Hz) c: 电容值,单位为法拉(F)

5.原理图符号

在原理图中常用的有两种电路符号,一种是用两条短的平行线表示,另一种是一条短线加一段圆弧表示。如下图所示。
image.png

6.特点

电容有隔直流通交流存储能量的特点。

二,电容分类与常见电容

2.1分类

按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容。
按封装类型分为:直插式和贴片式电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。

2.2常见电容

2.2.1陶瓷电容

陶瓷电容是最常见的电容,陶瓷电容的电介质是陶瓷,所以叫做陶瓷电容。陶瓷电容容值小、电压高、尺寸小、高频性能好、不区分正负极(无极性电容)。陶资电容一般用于信号源滤波,主要用于高频滤波电路。
image.png

2.2.2电解电容

电解电容,铝壳封装的,内部是一卷电极片,夹着一张浸泡在电解液的纸。电解质如果是液体的,就是液态电解电容,如果是固体的,就是固态电解电容。电解电容的容值高、电压高、尺寸大、高频性能差、使用寿命一般、有正负极之分。通常用于电源稳压上。电解电容适合用在低频滤波电路中,一般用于电源部分。
image.png

2.2.3薄膜电容

薄膜电容是通过将两片带有金属电极的塑料膜卷绕成一个圆柱形,最后封装成型;由于其介质通常是塑料材料,也称为塑料薄膜电容;薄膜电容的特点就是可以做到大容量,高耐压;但由于工艺原因,其尺寸很难做小,通常应用于强电电路。与电解电容相比,具有更高的精度和稳定性,但体积更大。与陶瓷电容相比,更低的温度系数和更高的频率相应。薄膜电容成本较高。其内部结构大致如下图所示:
image.png

2.2.4超级电容

超级电容应该是对具有极高储能密度以及有快速放电性能的电容的一种统称。超级电容器的主要应用是存储和释放能量,就像电池一样。虽然超级电容不能像同等大小的电池那样储存大量能量,但可以更快地释放能量,而且通常具有更长的使用寿命。虽然超级电容可以存储大量电荷,但不能承受很高的电压。
image.png

2.3电容选取参数

image.png
image.png

三,工作原理

当电容两端有电势差时,电子就会流流向电势高的一方,由于电容的存在,电子无法穿过电容,就会堆积在极板上面,由于电势差的存在,一块极板上就会越来越多的电子,该极板带负电,另一块极板由于少电子带正电。当电容两端电势差达到一定时就不再给电容充电,此时电容充满电。

电容充放电过程如下图所示,当电容开关连接到电源时,电池给电容充电,充满电后,将开关接到LED电路上后,LED发光,这是电容放电过程。

四,应用

4.1旁路

旁路电容作用:将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路滤掉。 高频信号通过电容流向地。
image.pngimage.png

4.2滤波

滤波是电容的一大作用,在桥式整流电路中接在电源模块直流输出的正负极之间可以平滑输出的波形,

4.3定时

在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。

4.4储能

电容具有储能特性,所以可以作为储能元件。

4.5耦合

在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作为俩放大器的级间连接,用于隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。一般用于音频电路。
image.png

4.6谐振

用在LC谐振电路中的电容称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中需这种电容电路。
656353541_20230711-221532.gif

4.7保护

在电路的电源输入端加装电容,可以抑制和吸收由于电源的瞬态脉冲引起的输入过压,保护电路免受损坏。输入电容起到低通滤波器的作用。

4.8分压

电容具有容抗,所以可以像电阻一样串联在电路中可以起到分压的作用,而且电容不会产生热量。
image.png

Logo

有“AI”的1024 = 2048,欢迎大家加入2048 AI社区

更多推荐