电容单位定义 电容 电容-定义,电容-单位及转换

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。

电容_电容 -定义

电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值,叫电容器的电容。在电路学里,给定电势差,电容器储存电荷的能力,称为电容(capacitance),标记为C。采用国际单位制,电容的单位是法拉(farad),标记为F。
电容的符号是C。
C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U

电容_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

电容_电容 -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。但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即电容的决定式为: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)。
定义式:
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)

电容_电容 -电容的作用

1)旁路
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。
2)去耦
去耦,又称解耦。从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感)会产生反弹,这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是所谓的“耦合”。
去耦电容就是起到一个“电池”的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰,在电路中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。
将旁路电容和去耦电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄放途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是10μF或者更大,依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
3)滤波
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。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变,由此可知,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。
4)储能
储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150000μF之间的铝电解电容器是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10KW的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。

电容_电容 -万用表检测电容

用数字万用表检测电容器,可按以下方法进行。
一、用电容档直接检测
某些数字万用表具有测量电容的功能,其量程分为2000p、20n、200n、2μ和20μ五档。测量时可将已放电的电容两引脚直接插入表板上的Cx插孔,选取适当的量程后就可读取显示数据。
2000p档,宜于测量小于2000pF的电容;20n档,宜于测量2000pF至20nF之间的电容;200n档,宜于测量20nF至200nF之间的电容;2μ档,宜于测量200nF至2μF之间的电容;20μ档,宜于测量2μF至20μF之间的电容。
经验证明,有些型号的数字万用表(例如DT890B+)在测量50pF以下的小容量电容器时误差较大,测量20pF以下电容几乎没有参考价值。此时可采用串联法测量小值电容。方法是:先找一只220pF左右的电容,用数字万用表测出其实际容量C1,然后把待测小电容与之并联测出其总容量C2,则两者之差(C1-C2)即是待测小电容的容量。用此法测量1~20pF的小容量电容很准确。
二、用电阻档检测
实践证明,利用数字万用表也可观察电容器的充电过程,这实际上是以离散的数字量反映充电电压的变化情况。设数字万用表的测量速率为n次/秒,则在观察电容器的充电过程中,每秒钟即可看到n个彼此独立且依次增大的读数。根据数字万用表的这一显示特点,可以检测电容器的好坏和估测电容量的大小。下面介绍的是使用数字万用表电阻档检测电容器的方法,对于未设置电容档的仪表很有实用价值。此方法适用于测量0.1μF~几千微法的大容量电容器。
三、用电压档检测
用数字万用表直流电压档检测电容器,实际上是一种间接测量法,此法可测量220pF~1μF的小容量电容器,并且能精确测出电容器漏电流的大小。

电容_电容 -电容的种类

电容的种类可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。

无极性可变电容

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CBB电容

制作工艺:2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。
优点:有感,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,模拟/数字电路,电源滤波/退耦

无极性瓷片电容

电容单位定义 电容 电容-定义,电容-单位及转换
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

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

钽电容

制作工艺:用金属钽作为正极,在电解质外喷上金属作为负极。
优点:稳定性好,容量大,高频特性好。
缺点:造价高。
用途:高精度电源滤波、信号级间耦合、高频电路、音响电路

聚酯(涤纶)电容

符号:CL
电容量:40p--4u
额定电压:63--630V
主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差
应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路

聚苯乙烯电容

符号:CB
电容量:10p--1u
额定电压:100V--30KV
主要特点:稳定,低损耗,体积较大
应用:对稳定性和损耗要求较高的电路

聚丙烯电容

符号:CBB
电容量:1000p--10u
额定电压:63--2000V
主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差
应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路

云母电容

符号:CY
电容量:10p--0。1u
额定电压:100V--7kV
主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小
应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路

高频瓷介电容

符号:CC
电容量:1--6800p
额定电压:63--500V
主要特点:高频损耗小,稳定性好
应用:高频电路

低频瓷介电容

符号:CT
电容量:10p--4。7u
额定电压:50V--100V
主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差
应用:要求不高的低频电路

玻璃釉电容

符号:CI
电容量:10p--0。1u
额定电压:63--400V
主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度)
应用:脉冲、耦合、旁路等电路

铝电解电容

符号:CD
电容量:0。47--10000u
额定电压:6。3--450V
主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大
应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等

钽电解电容(CA)、铌电解电容(CN)

电容量:0。1--1000u
额定电压:6。3--125V
主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容
应用:在要求高的电路中代替铝电解电容

空气介质可变电容器

可变电容量:100--1500p
主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等
应用:电子仪器,广播电视设备等

薄膜介质可变电容器

可变电容量:15--550p
主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大
应用:通讯,广播接收机等

薄膜介质微调电容器

符号:可变电容量:1--29p
主要特点:损耗较大,体积小
应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿

陶瓷介质微调电容器

符号:可变电容量:0。3--22p
主要特点:损耗较小,体积较小
应用:精密调谐的高频振荡回路

  

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