电容器是一种储能元件,通常简称为电容。电容的符号为C,物理符号为-| |-,这个符号是个象形设计,即-|或|-代表金属导电片,两个| |中间空隙代表着绝缘介质。
电容的分类比较多,常见的分类:
(1)根据电容器引脚的极性分为无极性电容器和有极性电容器;
(2)根据电容量是否可调,主要可分为固定电容器和可变电容器;
电容器标注的电容量被称为标称容量。电容的单位是法拉(F),由于F的单位太大,实际应用中多采用微法(uF)、纳法(nF)和皮法(pF)。电容单位的换算关系如下图所示:
例如贴片陶瓷电容的标称容量是在1V-1KHz下测量的,所以在低压是实际容量跟标称容量基本相同,随着电压的升高电容容量会逐渐降低,如下图所示。
容量精度是指电容器实际容量与标注容量之间差值占电容器标注容量的比值。一般分三级,分别为±5%、±10%和±20%。
在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压。
相同结构类型的电容,电容的耐压值越高,电容的体积也越大。
如果工作电压大于额定电压,电容器有被击穿的风险。
温度的变化会引起电容器容量微小的变化,常用温度系数来表示这种变化的程度。如下图分别为X7R和X5R的电容在不同温度下的容值变化曲线。
一般电容器的温度系数越大,电容量随温度的变化也越大。为使电子电路能稳定地工作,应尽量选用温度系数小的电容器。
为保证系统电容值的稳定性,常把负温度系数电容跟正温度系数电容做并联使用。
实际电路中,需要考虑成本和电路的实际使用要求,选择合适温度系数的电容。
直流电压加在电容上,产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻(即电容器两极间的电阻值)。
绝缘电阻越大越好,漏电流也比较小。一般来说电解电容的绝缘电阻相对其他电容要小。
如串联等效电阻的计算:
串联等效电阻ESR(Ω)=(Tan δ/(2πfc)
在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量称做损耗。通常损耗也会用损耗正切值(Tan δ)来表示。
损耗正切值Tan δ:在某一频率下,电容器的有效损耗功率与无功损耗功率的比值。损耗正切值越大,电容器的损耗也就越大。
ESR(Ω)=(Tan δ/(2πfc)
损耗较大的电容器不适合在高频环境下工作,因为损耗大,发热量大,会导致高温损坏的后果。
频率特性是指电容的电参数随着频率的变化而变化的特性。随着频率的上升,电容器的电容量呈现下降的规律。
在谐振频率以下时,表现为容性。
当超过其谐振频率时,表现为感性。
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