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電子元件/電容應用

時間:2015-02-06 08:25  來源:IMT  作者:IMT  點擊:

  很多電子產品中,電容器都是必不可少的電子元器件,它在電子設備中充當整流器的平滑濾波、電源和退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等。由於電容器的類型和結構種類比較多,因此,使用者不僅需要了解各類電容器的性能指標和一般特性,而且還必須了解在給定用途下各種元件的優缺點、機械或環境的限製條件等。下文介紹電容器的主要參數及應用,可供讀者選擇電容器種類時用。

  1、標稱電容量(CR):電容器產品標出的電容量值。

  雲母和陶瓷介質電容器的電容量較低(大約在5000pF以下);紙、塑料和一些陶瓷介質形式的電容量居中(大約在0005μF10μF);通常電解電容器的容量較大。這是一個粗略的分類法。

  2、類別溫度範圍:電容器設計所確定的能連續工作的環境溫度範圍,該範圍取決於它相應類別的溫度極限值,如上限類別溫度、下限類別溫度、額定溫度(可以連續施加額定電壓的最高環境溫度)等。

  3、額定電壓(UR):在下限類別溫度和額定溫度之間的任一溫度下,可以連續施加在電容器上的最大直流電壓或最大交流電壓的有效值或脈衝電壓的峰值。

  電容器應用在高壓場合時,必須注意電暈的影響。電暈是由於在介質/電極層之間存在空隙而產生的,它除了可以產生損壞設備的寄生信號外,還會導致電容器介質擊穿。在交流或脈動條件下,電暈特別容易發生。對於所有的電容器,在使用中應保證直流電壓與交流峰值電壓之和不的超過直流電壓額定值。

  4、損耗角正切(tanδ):在規定頻率的正弦電壓下,電容器的損耗功率除以電容器的無功功率。

  這裏需要解釋一下,在實際應用中,電容器並不是一個純電容,其內部還有等效電阻,它的簡化等效電路如下圖所示。圖中C為電容器的實際電容量,Rs是電容器的串聯等效電阻,Rp是介質的絕緣電阻,Ro是介質的吸收等效電阻。對於電子設備來說,要求Rs愈小愈好,也就是說要求損耗功率小,其與電容的功率的夾角δ要小。

  這個關係用下式來表達: tanδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此,在應用當中應注意選擇這個參數,避免自身發熱過大,以減少設備的失效性。

  5、電容器的溫度特性:通常是以20℃基準溫度的電容量與有關溫度的電容量的百分比表示。

  補充:

  1、電容在電路中一般用“C”加數字表示(如C13表示編號為13的電容)。電容是由兩片金屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。

  電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小,電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗,它與交流信號的頻率和電容量有關。

  容抗XC=1/2πf c (f表示交流信號的頻率,C表示電容容量)電話機中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨石電容、鉭電容和滌綸電容等。

  2、識別方法:電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同,分直標法、色標法和數標法3種。電容的基本單位用法拉(F)表示,其它單位還有:毫法(mF)、微法(μF)/mju:/、納法(nF)、皮法(pF)。其中:1法拉=1000毫法(mF),1毫法=1000微法(μF),1微法=1000納法(nF),1納法=1000皮法(pF)

  容量大的電容其容量值在電容上直接標明,如10 μF/16V

  容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數字表示。

  字母表示法:1m=1000 μF 1P2=1.2PF 1n=1000PF

  數字表示法:三位數字的表示法也稱電容量的數碼表示法。三位數字的前兩位數字為標稱容量的有效數宇,第三位數宇表示有效數字後麵零的個數,它們的單位都是pF。

  如:102表示標稱容量為1000pF。

  221表示標稱容量為220pF。

  224表示標稱容量為22x10(4)pF。

  在這種表示法中有一個特殊情況,就是當第三位數字用"9"表示時,是用有效數宇乘上10-1來表示容量大小。

  如:229表示標稱容量為22x(10-1)pF=2.2pF。

  允許誤差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

  如:一瓷片電容為104J表示容量為0.1 μF、誤差為±5%。

  6使用壽命:電容器的使用壽命隨溫度的增加而減小。主要原因是溫度加速化學反應而使介質隨時間退化。

  7絕緣電阻:由於溫升引起電子活動增加,因此溫度升高將使絕緣電阻降低。

  電容器包括固定電容器和可變電容器兩大類,其中固定電容器又可根據所使用的介質材料分為雲母電容器、陶瓷電容器、紙/塑料薄膜電容器、電解電容器和玻璃釉電容器等;可變電容器也可以是玻璃、空氣或陶瓷介質結構。