电容

电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下自由电荷的储藏量,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。 电容是指容纳电荷的能力。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。

历史上第一个有留下记录的电容器[注 1]由克拉斯特主教在1745年10月所发明,是一个内外层均镀有金属膜的玻璃瓶,玻璃瓶内有一金属杆,一端和内层的金属膜连结,另一端则连结一金属球体。借由在二层金属膜中利用玻璃作为绝缘的方式,克拉斯特主教让电荷密度出现明显的提升。

1746年1月,荷兰物理学家彼得·范·穆森布罗克也独立发明了构造非常类似的电容器,当时克拉斯特主教的发明尚未广为人知。由于马森布鲁克当时在莱顿大学任教,因此将其命名为莱顿瓶。

当时人们认为,电荷是储存在莱顿瓶中的水里;但美国科学家富兰克林研究莱顿瓶,证明其电荷是储存在玻璃上,并非储存在莱顿瓶中的水里。

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。

图1. 不同种类的电容器。左起:积层陶瓷电容、圆板形陶瓷电容、积层形聚酯电容、管形陶瓷电容、聚苯乙烯电容(轴向、圆板形)、金属化膜聚合物电容、铝电解电容,尺上的大刻度为公分。

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 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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  • 最后更改: 2021/10/10 22:08
  • 由 cenyan