跟我学电子入门知识-第三章-电容知识

电脑教程 2022-06-30

电容（Capacitance）亦称作“电容量”，是指在给定电位差下的电荷储藏量，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。

•电容是指容纳电场的能力。任何静电场都是由许多个电容组成，有静电场就有电容，电容是用静电场描述的。一般认为：孤立导体与无穷远处构成电容，导体接地等效于接到无穷远处，并与大地连接成整体。

•电容（或称电容量）是表现电容器容纳电荷本领的物理量。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质，可能电荷会永久存在，这是它的特征，它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。

1.电容单位及转换：

•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，换算关系是：

•1法拉（F）= 1000毫法（mF）=1000000微法（μF）

•1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。

•电容与电池容量的关系：

•1伏安时=1瓦时=3600焦耳

•W=0.5CUU

2.电容的种类

•2-1有极性：电解电容:

•制作工艺：两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸在电解液中。

•优点：容量大。

•缺点：高频特性不好。

•用途：低频级间耦合、旁路、退耦、电源滤波、音响

•2-2.无极性电容

•可变电容：制作工艺可旋转动片为陶瓷片表面镀金属薄膜，定片为镀有金属膜的陶瓷底；动片为同轴金属片，定片为有机薄膜片作介质

•优点：容易生产，技术含量低。

•缺点：体积大，容量小

•用途：改变震荡及谐振频率电路。调频、调幅、发射/接收电路

•无极性无感CBB电容：

•制作工艺：2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。

•优点：无感，高频特性好，体积较小

•缺点：不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。

•用途：耦合/震荡，音响，模拟/数字电路，高频电源滤波/退耦

•无极性瓷片电容

•制作工艺：薄瓷片两面渡金属膜银而成。

•优点：体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容）

•缺点：易碎，容量低

•用途：高频震荡、谐振、退耦、音响

•无极性云母电容

•制作工艺：云母片上镀两层金属薄膜

•优点：容易生产，技术含量低。

•缺点：体积大，容量小用途：震荡、谐振、退耦及要求不高的电路无极性独石电容体积比CBB更小，其他同CBB，有感

•用途：模拟/数字电路信号旁路/滤波，音响

3.电容的作用

•旁路电容：是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降

•滤波电容：

•从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容滤低频，小电容滤高频。电容的作用就是通交流隔直流，通高频阻低频。电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中，大电容（1000μF）滤低频，小电容（20pF）滤高频。信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。

•电容的计算公式

•一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的

•电容就是1法拉，即：C=Q/U 。Q（带电量）、U（电压）、C电容

•电容器的电势能计算公式：E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C

•多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+…+Cn

•多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn

•三电容器串联：C=（C1*C2*C3）/（C1*C2+C2*C3+C1*C3

4.电容的量测

用万用表电阻档检查电解电容器的好坏

1.电解电容器的两根引线有正、负之分，在检查它的好坏时，对耐压较低的电解电容器(6V或 l0V)，电阻档应放在R×100或 R×1Ｋ档，把红表笔接电容器的负端，黑表笔接正端，这时万用表指针将摆动，然后恢复到零位或零位附近。这样的电解电容器是好的。电解电容器的容量越大，充电时间越长，指针摆动得也越慢.当第一轮测完之后再把两个表笔对调一下,再量测一次两次量测的结果指针均能回到原点代表此电容充放电功能OK,如果其中1次指针在中途停下来代表此电容漏电不可能使用.

2.用万用表判断电解电容器的正、负引线一些耐压较低的电解电容器，如果正、负引线标志不清时，可根据它的正接时漏电电流小(电阻值大)，反接时漏电电流大的特性来判断。具体方法是：用红、黑表笔接触电容器的两引线，记住漏电电流(电阻值)的大小 (指针回摆并停下时所指示的阻值)，然后把此电容器的正、负引线短接一下，将红、黑表笔对调后再测漏电电流。以漏电流小的示值为标准进行判断，与黑表笔接触的那根引线是电解电容器的正端。这种方法对本身漏电流小的电解电容器，则比较难于区别其的极性.

3.用万用表电阻档粗略鉴别5000PF以上容量电容的好坏用万用表电阻档可大致鉴别5000PF以上电容器的好坏(5000PF以下者只能判断电容器内部是否被击穿)。检查时把电阻档量程放在量程高档值，两表笔分别与电容器两端接触，这时指针快速的摆动一下然后复原，反向连接，摆动的幅度比第一次更大,而后又复原,这样的电容器是好的，电容器的容量越大,测量是电表指针摆动会越大.

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