关于电容的调查报告

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电容的概念

  1. 电容的定义
    电容即电容器有以下定义:
    - 定义1:电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制等方面。
    - 定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。
  2. 电容的种类
    根据分析统计,电容器主要分为以下10类:
    1.按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
    2.按电解质分类:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、电热电容器和空气介质电容器等。
    3、按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
    4.按制造材料的不同可以分为:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容,还有先进的聚丙烯电容等等
    5.高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
    6.低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
    7、滤波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
    8.调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
    9.低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
    10.小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容
    器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。

  3. 电容的主要参数
    1. 标称电容量和容差 标称电容量是标在电容器上的电容量。 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称容差。
    例如:一个电容器上标有220nJ,则标称电容量为220nF,实际电容量应220nF±5%之内。J表示容量误
    差为±5%,K表示误差为±10%,M表示误差为±20%。
    2. 额定电压 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有效值,一般直接标
    注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
    3. 绝缘电阻 理想的电容器,在其上加有直流电压时,应没有电流流过电容器,而实际上存在有微小的漏电流。直流电压除以漏电流的值,即为电容器的绝缘电阻。
    4. 损耗率 电容器的损耗率是电容器一周期内转化成热能的能量与它的平均储能的比率,通常用百分数表示。电容器转化成热能的能量主要由介质损耗的能量和电容所有的电阻所引起的能量损耗,在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏电阻损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏电阻有关,而且与工作。
    5. 频率特性 随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
    6. **损耗因数或D**F 合并考虑泄露电阻、有效串联电阻和有效串联电感式寄生原件,对外部电路的性能的降低。
    7. 品质因素 Q = cotan δ = 1/ DF 。
    8. 容量:C=Q/U
    9. 电容器中存储的能量 :

    E = 1 / 2 C U 2

    10. 电容器的线性充电量 I = C (dV/dt)
    11. 电容的总阻抗(欧姆):
    Z = R S 2 + ( X C L C ) 2

    12. 容性电抗(欧姆):
    X C = 1 / ( 2 π f c )

    13. 相位角θ
    理想电容器:超前当前电压 90°
    理想电感器:滞后当前电压 90°
    理想电阻器:与当前电压的相位相同

  4. 电容的命名规则
    电容器命名有四部分组成
    第一部分:电容器主称代号,用C表示;
    第二部分:介质材料,用字母表示;
    第三部分:分类,用阿拉伯数字或字母表示;
    第四部分:序号,用阿拉伯数字表示。

  5. 电容器的主要用途
    隔直流:阻止直流通过而让交流通过。
    旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。在电子电路中,去耦电容和旁路
    电容 (bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,
    而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。我们经常可以
    看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能
    电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止
    电源携带的噪声对电路构成干扰。
    耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
    滤波:在电源电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量
    的,为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化,所以在电源的输出端及负载的电源输入
    端一般接有数十至数百微法的电解电容.由于大容量的电解电容一般具有一定的电感,对高频及
    脉冲干扰信号不能有效地滤除,故在其两端并联了一只容量为0.001–0.lpF的电容,以滤除高频
    及脉冲干扰。
    温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响而进行补偿,改善电路的稳定性。
    计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
    调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。
    整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
    储能:储存电能,用于必要的时候释放。例如相机闪光灯,加热设备等等。(如今某些电容的
    储能水平已经接近锂电池的水准,一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天)

电容的具体分类及特点

  1. 根据结构分为三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
    半可变电容:也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。调节的时
    候改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷 瓷、云母、薄膜等。
    可变电容:它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变
    电容装在一起同轴转动,叫做双连。可变电容的介质有空 气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容
    体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶
    体管 收音机中。
  2. 按外形分:插件式,贴片式(SMD);
  3. 按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
  4. 按介质分为:陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解电容
    陶瓷电容:以高介电常数、低损耗的陶瓷材料为介质,体积小,电感小。
    云母电容:以云母片作介质的电容器。性能优良,高稳定,高精密。
    纸质电容:纸介电容器的电极用铝箔或锡箔做成,绝缘介质是浸蜡的纸,相叠后卷成圆柱体,外
    包防潮物质,有时外壳采用密封的铁 壳以提高防潮性。价格低,容量大。 薄膜电容:用聚苯乙烯、
    聚四氟乙烯或涤纶等有机薄膜代替纸介质,做成的各种电容器。体积小,但损耗大,不稳定。
    电解电容:以铝、担、锯、钛等金属氧化膜作介质的电容器。容量大,稳定性差(使用时应注意
    极性)。
  5. 根据极性可分:为有极性电容和无极性电容,有极性使用时要注意方向。

电容相关电路

  1. RC串联电路
    RC串联电路
    2.RC并联电路
    RC并联电路
    3.RC串并联电路
    RC串并联电路
    4.旁路和去耦电路
    旁路和去耦电路
    5.复位电路

复位电路
6.晶振电路
晶振电路

参考资料及画图工具

-土木在线
-360百科
-电子产品世界
-Markdown编辑器
-电路绘图软件Altium Designer16、Proteus

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