电容器知识大全

• 电容器是电路中应用十分普遍的一种电子元件，与其它电子元件组成丰富多彩的电路，有着举足轻重的作用，正确认识、判别、使用电容器对于电学研究来说十分重要；
• 电容就是相距很近的两个导电极板，中间以空气、纸、陶瓷等绝缘物质绝缘；它最基本性质就是能够充放电，可以储存电荷，也可以释放电荷，最初的电容器就是莱顿瓶；它是偶然被发明的，后来人们制造了各种各样的电容器，以满足不同场合的需要；

图一 莱顿瓶

• 电容器从外形上很容易识别，不同的电容器外形上差别较大，也很容易区别；如下图收音机电路板中的可变电容器、电解电容器、涤纶电容、瓷片电容；

图二 收音机电路板

• 电容器充放电的快慢与充放电时间常数RC有关，其值越大，充放电时间越长，见下图一；这是它的一个重要特性，也就是它两端的电压不能突变，电压的变化有一个过程，充电如此，放电也一样；它的这个性质在电路中得到了广泛的应用；

图一 电容充电图

• 电容和电感一样是重要的储能元件；它所储存的能量为：

• 电容既是一个物理量，又是一种电子元件的名称，就像电阻、电感一样；
• 电容的单位为法拉（F），但这个单位太大，常用微法（uF），纳法（nF）、皮法（pF）；它们之间的关系：

• 电容C与电压U、电量Q之间的关系如下式，这个公式很像是一个鸡蛋放在杯子里面；这样理解记忆很形象很容易；如果电压和加在其上的电荷电量是正比关系，那么这种电容叫线性电容，常见的、常用的电容就是线性电容；有一种在调谐电路中使用的变容二极管是非线性的，当电压改变的时候，电容也在变化；利用变容二极管的这个特性可以制造具有连续选台、记忆选台的高档收音机；

电容公式与鸡蛋放在杯子中

• 电容的大小与两极板的面积、两极板的距离、电介质的性质有关；它们之间的关系为下式，因此我们常见一些个头较大的电容器其容值也较大；

平行板电容器电容

• 电容并联等于各电容相加，电容串联后的等效电容的倒数等于各电容倒数之和；电容并联后耐压值为耐压最小的电容器；电容串联后耐压值为各个电容的耐压之和，但每个电容的耐压必须大于其分得的电压；

• 电容能够隔直传交；交流电能够通过，直流电不能通过，需要指出的是这个“不能通过”，是指电容器已经充电完毕，处于稳态，如果是处于暂态的时候，短时间内直流电有电流流过，为电源给电容器电容充电的过程，当充满之后，直流电流为零，如图一；
• 电容对正弦交流电所表现的特性：电压滞后于电流90°；电容对交流电呈现容抗作用，频率越小，容抗越大，容值越大，容抗越小；Xc=1/2πfc

图三 交流电通过电容器

图四 电容相位

• 电容在电路中有耦合、旁路、滤波、移相、振荡、积分、微分、选频、延时、定时等功能；例如

图五 半波整流滤波电路

• 1.在图五的半波整流滤波电路中，电容起滤波作用，使输出电压较为平滑；这个电容为电解电容器，容量较大；

图六 基本放大电路

• 2.在图六基本放大电路中，电容C1、C2为耦合电容，起传递信号的作用，同时起隔绝前后偏置电源的作用；

图七 六管超外差式收音机

• 3.电容C1为交流旁路电容，为输入高频信号形成回路；电容C2为耦合电容，将反馈信号耦合至发射极，电容C3C4为高频旁路、低频滤波电容，C5为高频旁路电容，C6为耦合电容，将低频信号耦合到前置低放；C9为耦合电容，输出音频信号，C8为退藕电容，防止电路自激；
• 还有一种很重要的应用就是利用电容两端电压不能突变的性质，当接通电源的瞬间相当于短路，当充满电的时候相当于一个电源进行放电；

图八 积分电路和微分电路

• 4.输入电压为矩形脉冲，且满足一定的条件下，可以组成积分、微分电路，在电容、电阻上输出三角波和尖峰波；
• 5.图九为led循环灯，它利用了电容器两端电压不能突变的原理进行工作；

图九 led循环灯

• 6.LC选频电路，该电路为LC串联谐振电路，用来选择需要的无线电频率，多用在收音机电路中；

图十 LC串联谐振电路

• 7.移相作用，下图十一为电容分相式单相异步电动机，将启动电容串联在启动绕组当中，使其电流与主绕组电流不同相（相位差接近或等于90°），形成旋转磁场，使转子转动；

图十一 电容分相式单相异步电动机

• 8.提高功率因数作用，在感性电路上并联合适的电容能够提高整个电路的功率因数，对于供电电路来说十分有利；

图十二 提高电路功率因数

• 9.与电阻R组成低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器，用来选择信号；

图十三 RC滤波器

• 10.电容分为有极性电容、无极性电容；电解电容器就是有极性电容器，包括铝电解电容器、钽电解电容器，其外表标示有-对应负极，未使用过的电容器长脚为正极，如下图九；；可变电容器按容量变化范围又分为微调可变电容、单联可变电容、多联可变电容；见图十一、十二；

图十四 电解电容器

图十五 固定电容器

• 电容按容量是否可变分固定电容、可变电容，见图十、十一、十二、十三；可变电容器普遍应用在无线电广播设备当中，用来调节无线电频率；

图十六 微调可变电容器

图十七 空气双联可变电容器

图十八 聚苯烯可变电容器

• 电容按结构分：纸质电容器、聚苯乙烯薄膜电容器、电解电容器、瓷片电容、云母电容器、涤纶电容器，
• 1.纸质电容器：固有电感和损耗比较大，适用于低频电路，如单相异步电动机的分相电容；

图十九 纸质电容器

图二十 纸质电容器

• 2.聚苯乙烯电容器，属于薄膜电容，这种电容器容量较大，耐压较高，介质损耗小、绝缘电阻高，温度系数较大，体积较大；

图 二十一

• 3.独石电容器：具有容量大、体积小、可靠性高、容量稳定、耐湿性好的优点；

图二十二 独石电容器

• 4.云母电容器：介质损耗小、绝缘电阻大、温度系数小、体积较大；

图二十三 云母电容器

• 5.瓷片电容：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高、但容量较小，一般用在高频电路中；

图二十四 瓷片电容器

• 6.涤纶电容：属于薄膜电容，介电常数高，稳定性好，适宜做旁路电容；

图二十五 薄膜电容器

• 7.还有一些特殊的电容器，如安规电容、电磁炉专用MKP电容；这类电容器不能用其它电容器代替；

图二十六 开关电源电路板

图二十七 电磁炉电路板

• 总的说来各种结构的电容器的差别在于容量、耐压、稳定性、频率特性、温度系数、绝缘电阻上；根据不同的场合使用合适的电容器；
• 电容的主要参数：标称容量、耐压、允许误差、绝缘电阻等，这几个参数非常重要，特别是前两个还有一些其它参数，实际当中很少用到，除非特别精密、高级的电子设备；容量就是电容的大小；耐压是可以加在电容器上的最大电压；允许误差是电容器标称值周一定范围内波动；绝缘电阻是两极板间绝缘物的绝缘程度；一般情况下无极性电容器的绝缘电阻无穷大，有极性电容器的绝缘电阻较大，但达不到无穷大；
• 电容的大小在其表面都有显示，常见的有直接表示法、数字表示法；直接表示法用在电解电容器上，表明了容量、耐压、误差；数字表示法用在涤纶、聚丙烯、瓷片电容上面；可以通过以下表直接换算。

瓷片电容读数与容量值