電路設(shè)計基礎(chǔ)知識(2)——電容

　　電容是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直，耦合， 旁路，濾波，調(diào)諧回路， 能量轉(zhuǎn)換，控制電路等方面。用C表示電容，電容單位有法拉（F）、微法拉（uF）、皮法拉（pF）,1F=10^6uF=10^12pF
一、電容器的型號命名方法
國產(chǎn)電容器的型號一般由四部分組成（不適用于壓敏、可變、真空電容器）。依次分別代表名稱、材料、分類和序號。
第一部分：名稱，用字母表示，電容器用C。
第二部分：材料，用字母表示。
第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個別用字母表示。
第四部分：序號，用數(shù)字表示。
用字母表示產(chǎn)品的材料：A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-復(fù)合介質(zhì)、I- 玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機薄膜、N-鈮電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介

二、電容器的分類
按照結(jié)構(gòu)分三大類：固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。
按電解質(zhì)分類有：有機介質(zhì)電容器、無機介質(zhì)電容器、電解電容器和空氣介質(zhì)電容器等。
按用途分有：高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。
高頻旁路：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。
低頻旁路：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。
濾 波：鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。
調(diào) 諧：陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。
高頻耦合：陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器。
低頻耦合：紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。
小型電容：金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。

三、常用電容器
1、鋁電解電容器
用浸有糊狀電解質(zhì)的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成，薄的化氧化膜作介質(zhì)的電容器.因為氧化膜有單向?qū)щ娦再|(zhì),所以電解電容器具有極性.容量大，能耐受大的脈動電流容量誤差大，泄漏電流大；普通的不適于在高頻和低溫下應(yīng)用,不宜使用在25kHz以上頻率低頻旁路、信號耦合、電源濾波
2、鉭電解電容器
用燒結(jié)的鉭塊作正極,電解質(zhì)使用固體二氧化錳溫度特性、頻率特性和可靠性均優(yōu)于普通電解電容器，特別是漏電流極小，貯存性良好，壽命長，容量誤差小，而且體積小，單位體積下能得到最大的電容電壓乘積對脈動電流的耐受能力差，若損壞易呈短路狀態(tài)超小型高可靠機件中
3、薄膜電容器
結(jié)構(gòu)與紙質(zhì)電容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質(zhì)頻率特性好，介電損耗小不能做成大的容量，耐熱能力差濾波器、積分、振蕩、定時電路
4、瓷介電容器
穿心式或支柱式結(jié)構(gòu)瓷介電容器，它的一個電極就是安裝螺絲。引線電感極小，頻率特性好，介電損耗小，有溫度補償作用不能做成大的容量，受振動會引起容量變化特別適于高頻旁路
5、獨石電容器
(多層陶瓷電容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料，疊合后一次繞結(jié)成一塊不可分割的整體，外面再用樹脂包封而成小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型電容器，高介電常數(shù)的低頻獨石電容器也具有穩(wěn)定的性能，體積極小，Q值高容量誤差較大噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路
6、紙質(zhì)電容器
一般是用兩條鋁箔作為電極，中間以厚度為0.008～0.012mm的電容器紙隔開重疊卷繞而成。制造工藝簡單，價格便宜，能得到較大的電容量
一般在低頻電路內(nèi)，通常不能在高于3～4MHz的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質(zhì)電容器高，穩(wěn)定性也好，適用于高壓電路
7、微調(diào)電容器
電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整，并可在調(diào)整后固定于某個電容值。
瓷介微調(diào)電容器的Q值高，體積也小，通?？煞譃閳A管式及圓片式兩種。
8、云母和聚苯乙烯介質(zhì)的通常都采用彈簧式東，結(jié)構(gòu)簡單，但穩(wěn)定性較差。
線繞瓷介微調(diào)電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的，故容量只能變小，不適合在需反復(fù)調(diào)試的場合使用
9、陶瓷電容器
用高介電常數(shù)的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質(zhì)，并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。
具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器，用于高穩(wěn)定振蕩回路中，作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用，或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內(nèi)〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中，因為它們易于被脈沖電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用于高頻電路
云母電容器就結(jié)構(gòu)而言，可分為箔片式及被銀式。被銀式電極為直接在云母片上用真空蒸發(fā)法或燒滲法鍍上銀層而成，由于消除了空氣間隙，溫度系數(shù)大為下降，電容穩(wěn)定性也比箔片式高。頻率特性好，Q值高，溫度系數(shù)小不能做成大的容量廣泛應(yīng)用在高頻電器中，并可用作標(biāo)準(zhǔn)電容器
10、玻璃釉電容器由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成，介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成獨石結(jié)構(gòu)性能可與云母電容器媲美，能耐受各種氣候環(huán)境，一般可在200℃或更高溫度下工作，額定工作電壓可達500V，損耗tgδ0.0005～0.008

四、電容器主要特性參數(shù)：
1、標(biāo)稱電容量和允許偏差
標(biāo)稱電容量是標(biāo)志在電容器上的電容量。
電容器實際電容量與標(biāo)稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差范圍稱精度。
精度等級與允許誤差對應(yīng)關(guān)系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）
一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級，電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級，根據(jù)用途選取。
2、額定電壓
在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值，一般直接標(biāo)注在電容器外殼上，如果工作電壓超過電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復(fù)的永久損壞。
3、絕緣電阻
直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻.
當(dāng)電容較小時，主要取決于電容的表面狀態(tài)，容量〉0.1uf時，主要取決于介質(zhì)的性能，絕緣電阻越小越好。
電容的時間常數(shù)：為恰當(dāng)?shù)脑u價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數(shù)，他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
4、損耗
電容在電場作用下，在單位時間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質(zhì)損耗，電導(dǎo)損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。
在直流電場的作用下，電容器的損耗以漏導(dǎo)損耗的形式存在，一般較小，在交變電場的作用下，電容的損耗不僅與漏導(dǎo)有關(guān)，而且與周期性的極化建立過程有關(guān)。

5、頻率特性
隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。

五、電容器容量標(biāo)示
1、直標(biāo)法
用數(shù)字和單位符號直接標(biāo)出。如01uF表示0.01微法，有些電容用“R”表示小數(shù)點，如R56表示0.56微法。
2、文字符號法
用數(shù)字和文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示2.2uF.
3、色標(biāo)法
用色環(huán)或色點表示電容器的主要參數(shù)。電容器的色標(biāo)法與電阻相同。
電容器偏差標(biāo)志符號：+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。