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[技术文章]最全电容基础知识(松下文档) [复制链接]

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在线shuszhao
 

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提示:会员销售的附件,下载积分 = 版块积分 + 销售积分       只看楼主 倒序阅读 使用道具 0楼 发表于: 2020-08-10
电容器是与电阻、线圈并存的三大被动元器件之一。不仅在电气或电子电路中会使用电容器,而且如果没有电容器电路就不会正常工作。这在智能手机和IoT设备、服务器和网络、以及无线通信系统之类的尖端设备上也是一样的。此外,电容器的性能会对各种电子设备的性能产生影响,因而已成为非常重要的零部件。 K'[kl'  
W^eQ}A+Z  
电容器的基本结构 9q2x}  
raM{!T:  
简而言之,电容器是能够储蓄电能,并可在必要的时候放电的零部件。可蓄积起来的电能(电荷)与电池相比较少,因而在放出电荷(放电)时只能在短时间内供给电流,但是可反复进行充电(电荷的蓄积)和放电。 K)eyFc  
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这里列出电容器的示意(模式)图。将绝缘体(电介质)平行地夹在金属板(电极)之间而构成的就是电容器。如果向该金属板(电极)间施加直流电压,就可将电荷蓄积起来。这就是电容器的蓄电原理。被蓄积起来的电荷量叫做静电电容,静电电容C是由绝缘体的介电常数ε、电极的表面积S、绝缘体的厚度d来决定的。 ? O9|  
/5Yl, P  
NkAu<> G _  
可通过增大绝缘体的介电常数ε,增大电极的表面积S,减薄绝缘体的厚度d来增大静电电容C。 = jTC+0u  
WHRBYq_  
电容器的电压和电流 ;r XZ?"  
<JW %h :\t  
电容器由于其内部是绝缘的,因而不会有直流电流流过,但伴随着所施加电压的变动,通过进行充电和放电,看似好像有电流在电容器中流动。电压随时间变化率越大,流经电容器的电流就越会增大,如下式所示。 /5?tXH"  
];u nR<H  
l_ LH!Tu  
6dRvx;d  
可变电容器 IYhn*  
NH'QMjL)  
电容器的主流是固定电容器,但是也包括静电电容在一定范围内可变的可变电容器。 _V3}F1?W  
可变电容器,常见的是改变对置电极面积以使静电电容变化的电容器。 :6Gf@Z&+  
此外,有些可变电容器在收音机的选台等中容值频繁地变化 (可变电容器)、而其他电容器(微调电容器)在电路组装过程中只会发生一次变化。 z%$M IC  
静电电容的变化可通过旋钮或螺丝刀来进行,但由于是机械地使其变化的结构,因而难以制作静电电容大且具有pF (皮法微微法拉)级小电容器。 ~hT(uxU/  
uao#=]?)  
无极性电容器和有极性电容器 WKq{g+a  
v\5`n@}4  
固定电容器大致区分为无极性电容器和有极性电容器。 F*y7 4j,  
无极性电容器,其施加到电容器端子上的电压极性没有限制,也就是说这种电容器是哪一个端子为正也都无妨的电容器。只要是无极性电容器,就可施加从零电位升降的电压,因而即使在交流电路中也可直接使用。 Mp@dts/|  
无极性电容器的主流是陶瓷电容器和薄膜电容器,此外还包括云母电容器、纸电容器、空气电容器。 A!a.,{fZ  
WH. 3  
而有极性电容器则是决定2个端子的其中一个作为正的电容器,如果弄错极性而使用,电容器就会发生故障。因此,有极性电容器受到制约,即必须在直流电压或者只在正极侧变动的电压下使用。但是,有极性电容器的优点在于形状小,易于获得大电容的电容器,因而被广泛使用。铝电解电容器、钽电解电容器、导电性聚合物(电解)电容器、双电层电容器就属于这种电容器。 {G=|fgz  
t;t;+M|W  
钽电解电容器 -hGLGF??  
>{"E~U  
钽电解电容器的基本结构与铝电解电容器大致相同,其作为阳极的钽金属粉的烧结体表面形成作为电介质的五氧化钽,电解质采用了二氧化锰(固体)的结构。 &p55Cg@e)  
Qgq VbJP"  
钽电解电容器具有以下特点,即形状比铝电解电容器小,频率特性优异,寿命长(电解质为固体)。 D#d/?\2  
但是,故障模式为短路,有导致起火的危险,因而必须采取安全对策。 ,fhK  
1\/^X>@W{  
导电性聚合物电容器  y`pgJO  
?p>m ;Aq  
导电性聚合物电容器,是将电解电容器的电解质作为导电性聚合物(固体)的电容器。 c(s: f@ 1  
导电性聚合物的电导率非常高,是铝电解电容器的电解液的10000倍,钽电解电容器的二氧化锰的1000倍,等效串联电阻(ESR)低,因而在吸收纹波的用途中比其他电解电容器更为有利。 i8=+ <d  
因此,目前正在推进从其他电解电容器向导电性聚合物电容器的替换,但由于其价格昂贵和没有额定电压高的产品之故,根据用途与其他电解电容器区分使用。 .F0Q< s9  
@ b} -<~  
电气双层电容器 'lOpoWDL  
OS=~<ba  
电气双层电容器,是具有铝电解电容器和二次电池(电池)的中间电容的特殊电容器,其电容密度为铝电解电容器的大约1000倍以上,是二次电池的1/10左右。 dfXBgsc6i  
HzAw rC  
电气双层电容器中没有像电解电容器那样的电介质。取而代之,其将在电极和电解液的界面形成的双电层作为电介质的功能来利用。这就是电气双层电容器这个名称的由来。 L!Gpk)}[i  
电气双层电容器的充放电,利用在正、负极中使用的活性炭的电极表面离子的吸附或解吸。基于此充放电的双层的变化如下图所示。 <4-g2.\  
)vGxF}I3  
Dp?lgw  
h~ehZJys  


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电容再学习一下。


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