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電容功能分類及電路中作用

來源:濟南磐龍筆記本交換機維修作者:濟南磐龍維修網址:http://caifu94670.cn

電容功能分類及電路中作用


  電容(或稱電容量)是表征電容器容納電荷本領的物理量。我們把電容器的兩極闆間的電勢差增加1伏所需的電量,叫做電容器的電容。電容器從物理學上講,它是一種靜态電荷存儲介質(就像一隻水桶一樣,你可以把電荷充存進去,在沒有放電回路的[1]情況下,刨除介質漏電自放電效應/電解電容比較明顯,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、電力領域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信号濾波、信号耦合、諧振、隔直流等電路中。   

電容的符号是C   C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U   在國際單位制裡,電容的單位是法拉,簡稱法,符号是F,常用的電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,換算關系是:   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系:   1伏安時=25法拉=3600焦耳   1法拉=144焦耳相關公式  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,即:C=Q/U 但電容的大小不是由Q(帶電量)或U(電壓)決定的,即:C=εS/4πkd 。其中,ε是一個常數,S為電容極闆的正對面積,d為電容極闆的距離, k則是靜電力常量。常見的平行闆電容器,電容為C=εS/d.ε為極闆間介質的介電常數,S為極闆面積,d為極闆間的距離。)   定義式 C=Q/U   電容器的電勢能計算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C   多電容器并聯計算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn   多電容器串聯計算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn   三電容器串聯 C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)電容與靜電場  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。一般認為:孤立導體與無窮遠處構成電容,導體接地等效于接到無窮遠處,并與大地連接成整體。   電子制作中需要用到各種各樣的電容器,它們在電路中分别起着不同的作用。與電阻器相似,通常簡稱其為電容,用字母C表示。顧名思義,電容器就是儲存電荷的容器。盡管電容器品種繁多,但它們的基本結構和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(固體、氣體或液體)所隔開,就構成了電容器。兩片金屬稱為的極闆,中間的物質叫做介質。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見的是固定容量的電容,最多見的是電解電容和瓷片電容。   

不同的電容器儲存電荷的能力也不相同。規定把電容器外加1伏特直流電壓時所儲存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F)。但實際上,法拉是一個很不常用的單位,因為電容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,它們的關系是:1法拉(F= 1000000微法(μF 1微法(μF= 1000納法(nF= 1000000皮法(pF   在電子線路中,電容用來通過交流而阻隔直流,也用來存儲和釋放電荷以充當濾波器,平滑輸出脈動信号。小容量的電容,通常在高頻電路中使用,如收音機、發射機和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷用。而且還有一個特點,一般1μF以上的電容均為電解電容,而1μF以下的電容多為瓷片電容,當然也有其他的,比如獨石電容、滌綸電容、小容量的雲母電容等。電解電容有個鋁殼,裡面充滿了電解質,并引出兩個電極,作為正(+)、負(-)極,與其它電容器不同,它們在電路中的極性不能接錯,而其他電容則沒有極性。   把電容器的兩個電極分别接在電源的正、負極上,過一會兒即使把電源斷開,兩個引腳間仍然會有殘留電壓(學了以後的教程,可以用萬用表觀察),我們說電容器儲存了電荷。電容器極闆間建立起電壓,積蓄起電能,這個過程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲存的電荷向電路釋放的過程,稱為電容器的放電。   

舉一個現實生活中的例子,我們看到市售的整流電源在拔下插頭後,上面的發光二極管還會繼續亮一會兒,然後逐漸熄滅,就是因為裡面的電容事先存儲了電能,然後釋放。當然這個電容原本是用作濾波的。至于電容濾波,不知你有沒有用整流電源聽随身聽的經曆,一般低質的電源由于廠家出于節約成本考慮使用了較小容量的濾波電容,造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端并接上一個較大容量的電解電容(1000μF,注意正極接正極),一般可以改善效果。發燒友制作HiFi音響,都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波,濾波電容越大,輸出的電壓波形越接近直流,而且大電容的儲能作用,使得突發貼片電容的大信号到來時,電路有足夠的能量轉換為強勁有力的音頻輸出。這時,大電容的作用有點像水庫,使得原來洶湧的水流平滑地輸出,并可以保證下遊大量用水時的供應。電子電路中,隻有在電容器充電過程中,才有電流流過,充電過程結束後,電容器是不能通過直流電的,在電路中起着隔直流的作用。電路中,電容器常被用作耦合、旁路、濾波等,都是利用它通交流,隔直流的特性。那麼交流電為什麼能夠通過電容器呢?我們先來看看交流電的特點。交流電不僅方向往複交變,它的大小也在按規律變化。電容器接在交流電源上,電容器連續地充電、放電,電路中就會流過與交流電變化規律一緻(相位不同)的充電電流和放電電流。電容器的選用涉及到很多問題。首先是耐壓的問題。加在一個電容器的兩端的電壓超過了它的額定電壓,電容器就會被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V10V16V25V50V


電容器的型号命名方法  國産電容器的型号一般由四部分組成(不适用于壓敏、可變、真空電容器)。依次分别代表名稱、材料、分類和序号。第一部分:  名稱,用字母表示,電容器用C第二部分:  材料,用字母表示。第三部分:  分類,一般用數字表示,個别用字母表示。第四部分:  序号,用數字表示。   用字母表示産品的材料:A-钽電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-複合介質、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機薄膜、N-铌電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-雲母紙、Y-雲母、Z-紙介電容分類一、按照功能  


1.名稱:聚酯(滌綸)電容    符号:(CL   電容量:40p--4μ   額定電壓:63--630V   主要特點:小體積,大容量,耐熱耐濕,穩定性差   應用:對穩定性和損耗要求不高的低頻電路   
2.
名稱:聚苯乙烯電容  符号:(CB   電容量:10p--1μ   額定電壓:100V--30KV  主要特點:穩定,低損耗,體積較大 應用:對穩定性和損耗要求較高的電路   
3.
名稱:聚丙烯電容  符号:(CBB   電容量:1000p--10μ 額定電壓:63--2000V   主要特點:性能與聚苯相似但體積小,穩定性略差  應用:代替大部分聚苯或雲母電容,用于要求較高的電路   
4.
名稱:雲母電容 符号:(CY   電容量:10p--0.1μ   額定電壓:100V--7kV  主要特點:高穩定性,高可靠性,溫度系數小   應用:高頻振蕩,脈沖等要求較高的電路   
5.
名稱:高頻瓷介電容  符号:(CC   電容量:1--6800p   額定電壓:63--500V   主要特點:高頻損耗小,穩定性好   應用:高頻電路      
6.
名稱:低頻瓷介電容   符号:(CT   電容量:10p--4.7μ   額定電壓:50V--100V  主要特點:體積小,價廉,損耗大,穩定性差   應用:要求不高的低頻電路   
7.
名稱:玻璃釉電容  符号:(CI   電容量:10p--0.1μ   額定電壓:63--400V   主要特點:穩定性較好,損耗小,耐高溫(200度)   應用:脈沖、耦合、旁路等電路   
8.
名稱:鋁電解電容  符号:(CD)   電容量:0.47--10000μ   額定電壓:6.3--450V   主要特點:體積小,容量大,損耗大,漏電大   應用:電源濾波,低頻耦合,去耦,旁路等   
9.
名稱:钽電解電容  符号:(CA   電容量:0.1--1000μ   額定電壓:6.3--125V   主要特點:損耗、漏電小于鋁電解電容   應用:在要求高的電路中代替鋁電解電容   
10.
名稱:空氣介質可變電容器  符号: 可變電容量:100--1500p  主要特點:損耗小,效率高;可根據要求制成直線式、直線波長式、直線頻率式及對數式等   應用:電子儀器,廣播電視設備等   
11.
名稱:薄膜介質可變電容器  符号:   可變電容量:15--550p  主要特點:體積小,重量輕;損耗比空氣介質的大  應用:通訊,廣播接收機等   
12.
名稱:薄膜介質微調電容器   符号:   可變電容量:1--29p  主要特點:損耗較大,體積小  應用:收錄機,電子儀器等電路作電路補償   

13.名稱:陶瓷介質微調電容器  符号:   可變電容量:0.3--22p   主要特點:損耗較小,體積較小   應用:精密調諧的高頻振蕩回路   
14.
名稱:獨石電容   容量範圍:0.5PF--1ΜF   耐壓:二倍額定電壓。   應用範圍:廣泛應用于電子精密儀器。各種小型電子設備作諧振、耦合、濾波、旁路。   獨石電容的特點:電容量大、體積小、可靠性高、電容量穩定,耐高溫耐濕性好等。   最大的缺點是溫度系數很高,做振蕩器的穩漂讓人受不了,我們做的一個555振蕩器,電容剛好在7805旁邊,開機後,用示波器看頻率,眼看着就慢慢變化,後來換成滌綸電容就好多了。   就溫漂而言:獨石為正溫糸數+130左右,CBB為負溫系數-230,用适當比例并聯使用,可使溫漂降到很小。   就價格而言:钽、铌電容最貴,獨石、CBB較便宜,瓷片最低,但有種高頻零溫漂黑點瓷片稍貴,雲母電容Q值較高,也稍貴。   裡面說獨石又叫多層瓷介電容,分兩種類型,1型性能挺好,但容量小,一般小于02U,另一種叫II型,容量大,但性能一般。

電路中電容的作用  電容器的基本作用就是充電與放電,但由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現象,使得電容器有着種種不同的用途,例如在電動馬達中,我們用它來産生相移; 在照相閃光燈中,用它來産生高能量的瞬間放電等等; 而在電子電路中,電容器不同性質的用途尤多,這許多不同的用途,雖然也有截然不同之處,但因其作用均來自充電與放電。下面是一些電容的作用列表:   

耦合電容:用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流作用。   

濾波電容:用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容,在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路,濾波電容将一定頻段内的信号從總信号中去除。   

退耦電容,用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容,在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。  

高頻消振電容:用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現的高頻自激,采用這種電容電路,以消除放大器可能出現的高頻嘯叫。   

諧振電容:用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容,LC并聯和串聯諧振電路中都需這種電容電路。   

旁路電容:用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容,電路中如果需要從信号中去掉某一頻段的信号,可以使用旁路電容電路,根據所去掉信号頻率不同,有全頻域(所有交流信号)旁路電容電路和高頻旁路電容電路。   

中和電容:用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機高頻和中頻放大器,電視機高頻放大器中,采用這種中和電容電路,以消除自激。   

定時電容:用在定時電路中的電容器稱為定時電容。在需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用定時電容電路,電容起控制時間常數大小的作用。  

積分電容:用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電視場掃描的同步分離級電路中,采用這種積分電容電路,以從行場複合同步信号中取出場同步信号。  

微分電容:用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發器電路中為了得到尖頂觸發信号,采用這種微分電容電路,以從各類(主要是矩形脈沖)信号中得到尖頂脈沖觸發信号。   

補償電容:用在補償電路中的電容器稱為補償電容,在卡座的低音補償電路中,使用這種低頻補償電容電路,以提升放音信号中的低頻信号,此外,還有高頻補償電容電路。   

自舉電容:用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容,常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路,以通過正反饋的方式少量提升信号的正半周幅度。   

分頻電容:在分頻電路中的電容器稱為分頻電容,在音箱的揚聲器分頻電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚聲器工作在高頻段,中頻揚聲器工作在中頻段,低頻揚聲器工作在低頻段。   

負載電容:是指與石英晶體諧振器一起決定負載諧振頻率約有效外界電容。負載電容常用的标準值有16pF20pF30pF50pF100pF。負載電容可以根據具體情況作适當的調整,通過調整一般可以将諧振器的工作頻率調到标稱值。

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