電容器基礎知識及其應用

2022-06-02 13:39:04 字數 4016 閱讀 1404

一、電容器基礎知識:

1.0定義:

1.1電容器:顧名思義是『裝電的容器』,是一種容納電荷的器件。英文名稱:capacitor。常用字母「c」表示。電容器是電子裝置中用量最大的三大電子元件之一。

1.2從基本原理而言,電容器就是能夠儲存電荷的「容器」,其所儲存的正負電荷等量地分布於兩塊不直接導通的導體板上。(可以此般描述電容器的基本結構:

兩塊導體板(通常為金屬板)中間隔以絕緣電介質,即構成電容器的基本模型)

1.3任何兩個彼此絕緣的導體(包括導線)間都構成乙個電容器。

2.0單位:

2.1電容量的基本單位是: 法拉(f)

2.2此外還有毫法(mf)、微法(μf)、納法(nf)、皮法(pf),由於法拉的單位非常大,所以常用是 μf 、 nf 、 pf 的單位

2.3單位換算:

1f=103mf = 106μf = 109nf = 1012pf

3.0標識:

3.1直接標稱:如果數字是 0.001 ,那它代表的是 0.001uf = 1nf ,如果是 10n ,那麼就是 10nf ,同樣 100p 就是 100pf ;

3.2 數碼表示:用 1~4 位數字表示,容量單位為 pf ,如 105 為 1uf;156為15uf ;

3.3色碼表示:沿電容引線方向,用不同的顏色表示不同的數字,第一二道環表示電容量,第三道顏色表示有效數字後零的個數(單位為 pf )。

顏色意義:黑 =0 、棕 =1 、紅 =2 、橙 =3 、黃 =4 、綠 =5 、藍 =6 、紫 =7 、灰 =8 、白 =9

4.0常用容量偏差:

4.1常用偏差有:±5%(j)、±10%(k)、±20%(m)、±1%(a)、±2%(g)、+1/-5%(b)、+0/-4(c)、+0/-5%(d)、+10/-0%(e)、+10/-5%(f)、±2.

5%(h)、±3%(i)、+5/-4%(l)、+5/-0%(n)、+5/-1.8%(o)、+5/-1%(p)、-4/-8%(q)、-6/-10%(r)

-0/-4%(s)、-3/-7%(t)、+8.1/-12.8%(u)、+8/-0%(v)、+13/+8%(w)

4.2電壓\容量與偏差表示法

例: 250vac 154j 表示:250vac 0.15μf±5%

600vdc 127k 表示:600vdc 120μf±10%

二、電容器分類和特性

1.0電容器分類:

1.1按照結構分:固定電容器、可變電容器和微調電容器;

1.2按電介質分:有機介質電容器、無機介質電容器、電解電容器和空氣介質電容器等;

1.3按用途分: 啟動執行、功率補償、旁路、濾波、調諧、耦合、抗干擾等;

1.4按介質材料分:金屬化膜電容、瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容等等

2.0電容器的應用選擇

2.1高頻旁路:陶瓷電容器、雲母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器;

2.2低頻旁路:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器;

2.3濾波:金屬化膜電容、電解電容、紙介電容器、液體鉭電容器;

2.4調諧:陶瓷電容器、雲母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器;

2.5耦合:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器;

2.6啟動/補償:金屬化薄膜電容、電解電容器等。

3.0電容器基本特性:

3.1電容器具有隔直流,通交流特性。電容器對直流電的阻力較大,對交流電的阻力較小,並受交流電頻率影響,即相同容量的電容器對不同頻率的交流電呈現不同的容抗;

3.2電容既不產生也不消耗能量,是儲能元件;

3.3電容器基本特性;儲存電荷;

3.4電容器在電力系統中是提高功率因數的重要器件;在電子電路中是獲得振盪、濾波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。

3.5工業上使用的負載主要是電動機感性負載,所以要並電容這容性負載才能使電網平衡;

3.6在電子裝置中充當整流器的平滑濾波、電源的退耦、交流訊號的旁路、交直流電路的交流耦合等。

4.0電容器一般工作解釋

4.1平滑或濾波:將整流以後的脈狀波變為接近直流的平滑波,或將紋波及干擾波慮除。

4.2耦合:作為兩個電路之間的連線,允許交流訊號通過並傳輸到下一級電路

4.3隔直流:作用是阻止直流而讓交流通過。

4.4旁路(去耦):為交流電路中某些併聯的元件提供低阻抗通路。

4.5調諧:對與頻率相關的電路進行系統調諧,比如手機、收音機、電視機。

4.6儲能:儲能型電容器通過整流器收集電荷,並將儲存的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。

4.7浪湧電壓保護: 開關頻率很高的現代功率半導體器件易受潛在的損害性電壓尖峰脈衝的影響。

跨接在功率半導體器件兩端的浪湧電壓保護電容器通過吸收電壓脈衝限制了峰值電壓,從而對半導體器件起到了保護作用,使得浪湧電壓保護電容器成為功率元件庫中的重要一員。

4.8抗干擾抑制: 這些電容器連線在電源的輸入端,以減輕由半導體所產生的電磁或無線電干擾。

由於直接與主輸入線相連,這些電容器易遭受到破壞性的過壓和瞬態電壓。採用塑膜技術的 x- 級和 y- 級電容器提供了最為廉價的抑制方法之一。抑制電容器的阻抗隨著頻率的增加而減小,允許高頻電流通過電容器。

x 電容器**路之間對此電流提供「短路」, y 電容器則**路與接地裝置之間對此電流提供「短路」

4.9充電與放電:電容器極板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。

三、電容器常用術語

1.金屬箔電容器:一種電極由介質隔開的金屬箔或金屬帶構成的電容器;

2.金屬化電容器:一種電極是由蒸鍍在介質上的金屬層構成的電容器;

3.自癒式電容器:一種在介質區域性擊穿後其電效能可自行迅速地基本上恢復的電容器;

4.電容器的放電器件:一種可裝於電容器內部的,當電容器從電網斷開後能在給定的時間內將引出端間的電壓實際上降低到零的器件;

5.連續執行:在電容器的正常壽命期內無時間限制的一種執行;

6.執行等級:設計電容器時採用的在額定負荷條件、額定電壓、規定溫度和額定頻率下的最短總壽命。執行等級表示電容器在壽命期間實際故障率不超過3%。執行等級如下:

a級-30000h b級-10000h c級-3000hd級-1000h

7.最低允許電容器執行溫度:在投入執行中電容器外殼外表面的允許最低溫度;

8.最高允許電容器執行溫度:在執行期間電容器外殼外表面最熱區域的允許最高溫度;

9.額定電壓:設計電容器時採用的交流電壓的有效值;

10.額定頻率:設計電容器時採用的最高頻率;

11.額定電容:設計電容器時採用的電容值。

12.額定電流:在額定電壓和頻率下的交流電流的有效值;

13.額定容量:由電容、頻率和電壓(或電流)的額定值計算得出的無功功率。

14.損耗:電容器消耗的有功功率;

15.損耗角正切值:規定的正弦交流電壓和頻率下,電容器的等值串聯電阻與容抗之比值;

16.電容器型別: 當電容器具有相似的結構形式、相同的介質材料、相同的製造工藝、相同的額定電壓、相同的氣候類別及相同的執行方式時,被認為是同型別的。

同型別電容器僅可以在額定電容和尺寸上不同。引出端和安裝件之間的較小差異是允許的;

17.電容器式樣: 當電容器結構相同、且具有相同功能、尺寸在公差限度內並可互換時,被認為是同式樣的。

18.安全防護等級:安全防護等級用下列三種**中的一種表示,並標誌在電容器上。

p2等級:表示該類電容器設計成失效時僅呈開路狀態,並且是防火或防爆的;

p1等級:表示該類電容器失效時可呈開路狀或短路狀態,並且是防火或防爆的;

p0等級:表示該燈電容器無專門的故障保護;

19.上限類別溫度:電容器設計所確定的能連續工作的最高環境溫度;

20.氣候類別:電容器所屬的氣候類別用斜線分隔的三個數來表示。例 40/85/21 40、85表示電容器工作環境溫度範圍為-40℃~85℃,21表示濕熱(穩定)試驗的天數;

21.容量溫度係數:電容器在規定的溫度範圍內容量隨溫度的變化率;

22.絕緣電阻:電容器兩引出端間直流電阻值,或其外殼與引出端的其中乙個或兩個引出端間的直流電阻值;

23.時間常數:時間常數為絕緣電阻和電容器的乘積。

電容器基礎知識

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