百摩网
当前位置: 首页 生活百科

硬件家园电容基础知识(新手硬件工程师都知道的电容知识)

时间:2023-06-09 作者: 小编 阅读量: 2 栏目名: 生活百科

一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容。在电容元件两端电压u的参考方向给定时,若以q表示参考正电位极板上的电荷量,则电容元件的电荷量与电压之间满足q=Cu。电流等于单位时间内通过某一横截面的电荷量,所以得到I=dq/dt,因此电流与电容的关系是I=dq/dt=C。

说到电子产品,电容算是一种常用的器件了,无论电源电路、音频电路、射频电路都统统离不开它,今天就来一起分享下电容的基础知识。

一、电容的含义

电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下的电荷的储藏量,记为C,国际单位是法拉(F)。一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容。

电容的公式为:C=εS/4πkd 。

其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。

在电容元件两端电压u的参考方向给定时,若以q表示参考正电位极板上的电荷量,则电容元件的电荷量与电压之间满足 q=Cu。电流等于单位时间内通过某一横截面的电荷量,所以得到I=dq/dt,因此电流与电容的关系是 I=dq/dt =C(du/dt) 。

该式表明,电流的大小与方向取决于电压对时间的变化率,电压增高时,du/dt》0,则dq/dt》0,i》0,极板上电荷增加,电容器充电;电压降低时,du/dt《0,则dq/dt《0,i《0,极板上电荷减少,电容器反向放电。当电压不随时间变化时,du/dt=0,则电流I=0,这时电容元件的电流等于零,相当于开路。故电容元件有隔断直流的作用。

二、电容的容值

电容的符号是C,在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等,换算关系如下:

1法拉(F) = 1000毫法(mF) = 1000000微法(μF);

1微法(μF) = 1000纳法(nF) = 1000000皮法(pF)。

三、电容的参数

1.标称容值与误差

电容量即电容加上电荷后储存电荷的能力大小。电容量误差是指其实际容量与标称容量间的偏差,通常有±10%、±20%,用在射频电路中PI匹配中的电容±0.5%、±0.75%的小误差电容。

2.额定电压

额定工作电压是该电容器在电路中能够长期可靠地工作而不被击穿所能承受的最大直流电压(又称耐压)。它与电容器的结构、介质材料和介质的厚度有关,一般来说,对于结构、介质相同,容量相等的电容器,其耐压值越高,体积也越大。

当在电容器的两极板间施加电压之后,极板间的电解质便处于电场中,本来是中性的电介质,由于外电场力的作用,介质分子内的正负电荷将在空间位置上发生少许偏移(如负电荷逆电场方向移动),形成所谓的电偶极子,也就是介质内部出现了电场,破坏了原来的电中性状态。这种现象叫做电解质的极化。

可见,极化状态下的介质是带负电荷的,但这些电荷依然受介质本身的束缚而不能自由移动,介质的绝缘性能尚未遭到破坏,只有少数电荷脱离束缚而形成很小的漏电流。

如果外加电压不断加强,最后将使极化电荷大量脱离束缚,引起漏电流大大增加,于是介质的绝缘性能遭到破坏,使两个极板短接,完全丧失电容的作用。这种现象称为介质击穿。介质击穿之后,电容器被毁坏。因此电容器的工作电压要有一定限制,不能随意增加。

3.温度系数

电容器电容量随温度变化的大小用温度系数(在一定温度范围内,温度每变化1℃,电容量的相对变化值)来表示,这一点和电阻是一样一样的。

4.绝缘电阻

电容器漏电的大小用绝缘电阻来衡量。电容器漏电越小越好,也就是绝缘电阻越大越好。一般小电容器的绝缘电阻很大,可达几百兆欧或几千兆欧。电解电容器的绝缘电阻一般较小。

5.损耗

在电场作用下,电容器单位时间内发热而消耗的能量叫电容器的损耗。理想电容器在电路中不应消耗能量,但在实际上,电容器或多或少都要消耗能量,其能量消耗主要由介质损耗和金属部分的损耗组成,通常用损耗角正切值来表示。

6.频率特性

电容器的频率特性通常是指电容器的电参数(如电容量、损耗角正切值等)随电场频率而变化的性质。在高频下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,因此电容量将相应地减小。与此同时,它的损耗将随频率的升高而增加。

此外在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片接触电阻,极片的自身电感,引线电感等,都将影响电容器的性能,由于这些因素的影响,使得电容器的使用频率受到限制。

7.介质

参数描述了电容采用的电介质材料类别,温度特性以及误差等参数,不同的值也对应着一定的电容容量的范围。比如:

X7R常用于容量为3300pF~0.33uF的电容,这类电容适用于滤波,耦合等场合,电介质常数比较大,当温度从0°C变化为70°C时,电容容量的变化为±15%;

Y5P与Y5V常用于容量为150pF~2nF的电容,温度范围比较宽,随着温度变化,电容容量变化范围为±10%或者 22%/-82%。

对于其他的编码与温度特性的关系,大家可以参考下面的表格。例如,X5R的意思就是该电容的正常工作温度为-55°C~ 85°C,对应的电容容量变化为±15%

8.封装尺寸

主要针对贴片式电容,封装和电阻的封装大小一样。

四、电容的分类

按照不同的方式电容的分类也有很多种,以下总结几类常见的

1.按材料分,有云母电容、电解电容、陶瓷电容、钽电容等不同类型;

2.按用途分,有滤波电容、旁路电容、耦合电容、负载电容等;

3. 按照极性分,有无极性电容、有极性电容。

部分内容来源于网络,版权归原作者所有。如涉及版权或对版权有所疑问,请第一时间与我们联系,感谢。

    推荐阅读
  • 很小的种子怎么播种(种子除了用来播种)

    桃核不仅可以做成各种装饰品,佩戴桃核饰品还有辟邪的作用。桃核晒干后可以加工成手串。而且最有意义的是象牙果被称为“植物象牙”,在我国已被用作象牙的替代品。海红豆海红豆的种子为鲜红色,光鲜亮丽,被广泛应用于装饰品加工制作。海红豆与相思子极其相似,不过海红豆不含相思豆毒蛋白,是无毒的,所以海红豆饰品可以安心佩戴哦!比较常见的海红豆饰品是手镯耳环一类。

  • 街霸对决风火队技能加点(街霸对决野战古烈加点攻略)

    《街霸对决》游戏中每个角色都有独特的技能,但是很多玩家不知道要怎样加点比较好,那么今天小编就给大家介绍一下街霸对决野战古烈加点攻略,一起来看看吧。《街霸对决》野战古烈加点攻略一、加点推荐主加超连招,副加被动。

  • 食用油放在潮湿处可以吃吗(油里这种重要的防病成分在灶台上放几天就没了)

    目前已经确认,维生素K的主要作用,除了帮助凝血之外,还有帮助钙元素沉积到骨胶原上的作用,以及帮助防止血管硬化的作用。近期有研究发现,维生素K摄入不足时,代谢综合征的风险会增加。欧美国家吃绿叶蔬菜少,主要从奶类和蛋类中获得,而且总量比较少;而我国居民主要从绿叶蔬菜中获得维生素K,植物油和豆制品也有一定贡献。相反,还能增加蔬菜中维生素K的提取率和吸收利用率。

  • 铁观音可以做奶茶吗(铁观音奶茶做法步骤详解)

    铁观音可以做奶茶铁观音奶茶怎么做:,今天小编就来说说关于铁观音可以做奶茶吗?铁观音可以做奶茶吗铁观音可以做奶茶。铁观音奶茶怎么做:首先准备好以下几种材料:碳香铁观音50g,牛奶500ml,蜂蜜2勺,砂糖50g。首先,将铁观音冲泡一次后文火煮开,待煮开后,加水200ml多了味太淡,后面还要加奶。加入砂糖,比你加入蜂蜜,混合,隔煮锅放在装满冷水的人中搅拌冷却,最后用水壶过滤即可!

  • 开关插座怎么选安全又美观实用(史上最全图文详解开关)

    开关、插座是家装中必不可少的物品,开关、插座的种类繁多,不同种类有不同的用法。今天就为大家介绍开关、插座的分类方法。模块按大小分为1/2、1位两种。适用于照明线路和开关插座在墙里暗设的情况,需要先预埋底盒。电子信息类酒店及工程类

  • 咳嗽和肺有关吗(但只与肺有关系吗)

    肺脏位于人体最高之处,容易受到外邪的侵犯,肺脏出现问题,最容易导致咳嗽。严重的咳嗽,损伤肺脏的经脉,从而导致出血。患者咳嗽则引起胸前区疼痛,中医称之为胸痹。肝脏引起的咳嗽必然有肝脏方面的症状。这也为肾脏引起咳嗽,提供了生理上的支持。胃有疾病,影响肺经的循行,导致咳嗽。三焦是人体的空腔,其中有水液与真气运行。

  • 周易微学堂十二地支(周易实用与浅译-3-地支)

    地支纪月就是把冬至所在的月称为子月,下一个月称为丑月,等等。申金大肠经络肺,酉中经血小肠藏,戌土命门腿髁足,亥水为头及肾囊。代表女人时,则有风韵。年的代号命名子代表鼠,丑代表牛,寅代表虎;卯代表兔,辰代表龙,巳代表蛇,午代表马,未代表羊,申代表猴,酉代表鸡,戌代表狗,亥代表猪。辰戌丑未属土,辰戌为阳土,丑未为阴土。太阳见于巳,壮于午,衰于未。

  • 孙浩的个人资料(孙浩的个人简介)

    2015年为电视剧《后海不是海》创作插曲《举起这杯酒》。2011年10月2日,孙浩参加明星版舞林大会踢馆赛,表演热情,火热的桑巴舞《原始森林》,成功晋级决赛。2011年深圳卫视《年代秀》节目录制。2011年12月16日搭档王一楠获得冠军。2011年12月23日搭档何静。2011年12月30日搭档刘纯燕。2012年3月8日山东卫视《纵横四海》挑战“驾驶直升机”“海底救人”。2013年5月10日湖南卫视《天天向上》搭档戴军,瞿颖。

  • 非典死了多少人 非典死了多少人全世界

    包括:中国内地累计病例5327例,死亡349人;中国香港1755例,死亡300人;中国台湾665例,死亡180人;加拿大251例,死亡41人;新加坡238例,死亡33人;越南63例,死亡5人。

  • 50万左右适合年轻人的车排行榜(50万左右买什么车好)

    该车配备了温度分区控制、全车车窗一键升降、发动机启停技术等二十项舒适性配置,能带给你良好的用车体验。大灯方面,该车标配LED远近光灯。车系详情名称宝马5系官方指导价42.89-55.19万推荐车型2022款改款530Li尊享型豪华套装级别中大型车说起宝马5系这款车,不知道你对它有怎样的印象。这款车配备了陡坡缓降、自动空调、发动机启停技术等十九项舒适便利配置,大大提升了乘坐舒适性。