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5-1 电容器概说

5-1 电容器概说. 四川航天职业技术学院电子工程系. 电容的基本组成. 基本结构　 由两块相互靠近、彼此绝缘的金属板组成．中间常夹上一层电介质。 充电与放电　 使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电．电容器充电时，跟电源正极相连的极板带正电，跟电源负极相连的极板带负电。 带电特点　 电容器充电后两极板的电荷等量异号，分布在两板内侧，板间形成一个电场。. 物理意义　 表征电容器容纳 ( 储存 ) 电荷本领的物理量。 定义　 使电容器两板间的电势差增加 1V 所需要增加的电量叫电容．

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5-1 电容器概说

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  1. 5-1 电容器概说 四川航天职业技术学院电子工程系

  2. 电容的基本组成 • 基本结构　 由两块相互靠近、彼此绝缘的金属板组成．中间常夹上一层电介质。 • 充电与放电　 使电容器带电叫充电；使充电后的电容器失去电荷叫放电．电容器充电时，跟电源正极相连的极板带正电，跟电源负极相连的极板带负电。 • 带电特点　 电容器充电后两极板的电荷等量异号，分布在两板内侧，板间形成一个电场。

  3. 物理意义　 表征电容器容纳(储存)电荷本领的物理量。 • 定义　 • 使电容器两板间的电势差增加1V所需要增加的电量叫电容． • 当△U=1V时，电容器所增加的电量△Q数值上等于它的电容量． • 必须注意，电容量是反映电容器本身属性的物理量，与它所带电量的多少及 • 两极板间电势差的大小无关．不同的电容器，使它们两板间的电势差增加1V • 所需要增加的电量不同；对于确定的电容器，使它的两板间电势差增加1V • 所需要增加的电量是一定的，即有确定的电容大小． • 单位　 法拉(F)．应用中还有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)．

  4. 电容大小的决定因素 • 电容器的电容跟两极板的正对面积、两极板的间距以及两极板间的介质有关。两极板的正对面积越大，极板间的距离越小，电介质的介电常数越大，电容器的电容就越大。 • 通常的可变电容器就是通过改变两极板的正对面积来实现电容量的变化的。

  5. 一、电容器在电子设备中的作用 电容器是在电子整机中大量使用的重要元件之一，一般约占所用电 子元件总量的20%~30%。

  6. 二、电容器的分类 • 按可调与否分：固定电容器、可变电容器和微调电容器。 • 按不同用途分：回路电容器、耦合电容器、旁路电容器、隔直流电容器、 • 滤波电容器、储能电容器、脉冲电容器。 • 电容器还可分为低压的和高压的、无功功率小的和无功功率大的。 一般电容器 电解电容器 可变电容器 微调电容器

  7. 固定电容器 按电容器的容量是否可调分为 可变电容器 微调电容器 电容器的分类 纸介电容器 有机介质电容器 塑料电容器 其他有机介质电容器 气体介质电容器 云母电容器 无机介质电容器 按介质不同可分为 玻璃及玻璃釉电容器 瓷介电容器 铝电解电容器 电解电容器 钽电解电容器 … … … 铌电解电容器

  8. 三、电容器的型号命名及标志方法 国产电容器的型号一般由以下四部分组成： 序号(用数字表示序号，以区别产品外形尺寸和性能指标) 特征(一般用数字表示，个别类型用字母表示) 材料(用字母表示) 主称(用字母C表示电容器)

  9. 5-2 电容器的主要性能参数

  10. 一、标称容量与允许偏差 • 电容器上所示的电容量的名义数值称为标称容量。国家规定只按 • 一系列容量值生产，这一系列容量值叫做电容器的标称容量系列。 • 标称容量与实际电容量之间有一定的差别，称为容量偏差，允许的偏差 • 范围称为允许偏差。

  11. 二、绝缘电阻和时间常数 • 当对电容器施加直流电压时，电容器就被充电，充电电流随时间 • 逐渐下降，经长时间充电以后，其电流实际上并不降到零而保留 • 一定的最终值，称为电容器的漏电流，包括通过电容器内部介质的 • 漏电流以及通过电容器表面的漏电流。 • 为衡量大容量电容器绝缘质量的优劣： • 绝缘电阻与电容量的乘积称为电容器的时间常数（ ）。 • 测量绝缘电阻应注意的问题： • 测量时间（1min） • 测量温度（+20 ± 5 ℃ ） • 测量电压（100V或10V） • 测量环境的湿度

  12. 三、额定电压 • 在电容器规定的正极限环境温度下，电容器能长期可靠地安全工作的 • 最大直流电压，称为电容器的额定电压。 • 电容器的工作寿命与其工作电压有关，如要延长电容器的使用期限， • 应降低其实际使用时的工作电压。 • 对于某些在交流电路中使用的电容器，还规定在一定频率下所能连续施加的 • 最大交流电压，为额定交流电压，以别于通常在电容器上所标志的额定电压。

  13. 四、损耗角正切和无功功率 1、电容器的损耗 任何实际电容在电场作用下均有能量损耗，消耗的能量转变成 热能，其中一部分向周围环境散发，另一部分则使电容器发热 ，温度 升高。 2、电容器的损耗角正切 式中， 是电容器电流、电压间相位差 的夹角，称为电容器的损耗角。 3、电容器的无功功率 电容器 的测量必须在规定的频率下进行。

  14. 五、固有电感 • 当电容器用于高频时，必须考虑到它实际上并不是个纯电容 • 元件，还有代表损耗的等效串联电阻(ESR)和它自身的固有电 • 感，称为等效串联电感(ESL)。 • 在低频时，一般ESR和ESL很小，可以忽略不计。但在高频率时， • 电容量可能不再呈现容性反而呈现感性。所以在高频时，为保证 • 工作正常要采用无感电容。

  15. 六、稳定性 电容器在外界因素影响下的稳定性是电容器质量的一个极其重要的标 志，重要用途的电容器必须具有高度的稳定性。对于振荡回路的电容器， 稳定性更有极其重要的意义，因为电容器的改变必然引起振荡回路谐振频、 率的改变。 • 温度的影响 • 潮湿的影响 • 大气压力的影响 • 机械作用的影响

  16. 七、介质吸收系数 在使用电容器时，总希望它一经充电就很快达到电源电压，放电时能 立即将存储电荷释放完毕。实际上有些电容器除去所加电压后，将其 短路放电片刻，随即将电路断开，再经一段时间后，电容器两端仍会 有一定数值 的剩余电压存在，这种现象称为电容器的介质吸收。 电容器的吸收系数是剩余电压与充电电压的比值百分数。吸收系数较 大的电容器在充电时需要经过相对较长的时间，放电时电荷的释放也需 要较长的时间，这对某些要求反应迅速的脉冲控制电路会导致不利的 影响。

  17. 八、工作温度组别 电容器的使用温度均有一定的上限和下限，不同的电容器可有 不同的工作温度范围，分为若干工作温度组别。 电容器的工作温度组别

  18. 九、可靠性 电容器的可靠性也可用失效率、使用寿命等可靠性指标来表 示，这些指标的定义与电阻器相同。 各种电容器的基本失效率( )

  19. 课堂总结： 电容器的基本原理 电容器的命名方法 电容器的主要性能参数

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