1、 標稱電容量和允許偏差

 

標稱電容量是標誌在電容器上的電容量。

 

電解電容器的容值，取決於在交流電壓下工作時所呈現的阻抗。因此容值，也就是交流電容值，隨著工作頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。在標準JISC 5102 規定：鋁電解電容的電容量的測量條件是在頻率為 120Hz，最大交

 

流電壓為 0.5Vrms，DC bias 電壓為1.5 ～ 2.0V 的條件下進行。可以斷言，鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。

 

電容器中存儲的能量

 

E = CV^2/2

 

電容器的線性充電量

 

I = C （dV/dt）

 

電容的總阻抗（歐姆）

 

Z = √ ［ RS^2 + （XC – XL）^2 ］

 

容性電抗（歐姆）

 

XC = 1/（2πfC）

 

電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差，在允許的偏差範圍稱精度。

 

精度等級與允許誤差對應關係：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
，根據用途選取。

 

2、額定電壓

 

在(zai)最(zui)低(di)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)和(he)額(e)定(ding)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)下(xia)可(ke)連(lian)續(xu)加(jia)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)最(zui)高(gao)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)有(you)效(xiao)值(zhi)，一(yi)般(ban)直(zhi)接(jie)標(biao)注(zhu)在(zai)電(dian)容(rong)器(qi)外(wai)殼(ke)上(shang)，如(ru)果(guo)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)超(chao)過(guo)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)耐(nai)壓(ya)，電(dian)容(rong)器(qi)擊(ji)穿(chuan)，造(zao)成(cheng)不(bu)可(ke)修(xiu)複(fu)的(de)永(yong)久(jiu)損(sun)壞(huai)。

 

3
、絕緣電阻

 

直流電壓加在電容上，並產生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。

 

當電容較小時
，主要取決於電容的表麵狀態，容量〉0.1uf 時
，主要取決於介質的性能，絕緣電阻越大越好。

 

電容的時間常數：為恰當的評價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數，他等於電容的絕緣電阻與容量的乘積。

 

4
、損耗

 

電dian容rong在zai電dian場chang作zuo用yong下xia，在zai單dan位wei時shi間jian內nei因yin發fa熱re所suo消xiao耗hao的de能neng量liang叫jiao做zuo損sun耗hao。各ge類lei電dian容rong都dou規gui定ding了le其qi在zai某mou頻pin率lv範fan圍wei內nei的de損sun耗hao允yun許xu值zhi

，電dian容rong的de損sun耗hao主zhu要yao由you介jie質zhi損sun耗hao，電dian導dao損sun耗hao和he電dian容rong所suo有you金jin屬shu部bu分fen的de電dian阻zu所suo引yin起qi的de。

 

在(zai)直(zhi)流(liu)電(dian)場(chang)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，電(dian)容(rong)器(qi)的(de)損(sun)耗(hao)以(yi)漏(lou)導(dao)損(sun)耗(hao)的(de)形(xing)式(shi)存(cun)在(zai)，一(yi)般(ban)較(jiao)小(xiao)
，在(zai)交(jiao)變(bian)電(dian)場(chang)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia)，電(dian)容(rong)的(de)損(sun)耗(hao)不(bu)僅(jin)與(yu)漏(lou)導(dao)有(you)關(guan)，而(er)且(qie)與(yu)周(zhou)期(qi)性(xing)的(de)極(ji)化(hua)建(jian)立(li)過(guo)程(cheng)有(you)關(guan)。

 

5、頻率特性

 

隨著頻率的上升
，一般電容器的電容量呈現下降的規律。

 

電容器參數的基本公式

 

6、 相位角 Ф

 

理想電容器：超前當前電壓 90度

 

理想電感器：滯後當前電壓 90度

 

理想電阻器：與當前電壓的相位相同

 

7

、耗散係數 （%）

 

損耗角正切值 Tan δ

 

在電容器的等效電路中，串聯等效電阻 ESR 同容抗 1/ωC 之比稱之為 Tan δ， 這裏的 ESR 是在 120Hz 下計算獲得的值。顯然，Tan δ 隨著測量頻率的增加而變大，隨測量溫度的下降而增大。

 

D.F. = tan δ （損耗角）= ESR / Xc = （2πfC）（ESR）

 

損耗因數，因為電容器的泄漏電阻、等(deng)效(xiao)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)和(he)等(deng)效(xiao)串(chuan)聯(lian)電(dian)感(gan)，這(zhe)三(san)項(xiang)指(zhi)標(biao)幾(ji)乎(hu)總(zong)是(shi)很(hen)難(nan)分(fen)開(kai)
，所(suo)以(yi)許(xu)多(duo)電(dian)容(rong)器(qi)製(zhi)造(zao)廠(chang)家(jia)將(jiang)它(ta)們(men)合(he)並(bing)成(cheng)一(yi)項(xiang)指(zhi)標(biao)，稱(cheng)作(zuo)損(sun)耗(hao)因(yin)數(shu)
，主(zhu)要(yao)用(yong)來(lai)描(miao)述(shu)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)無(wu)效(xiao)程(cheng)度(du)。損(sun)耗(hao)因(yin)數(shu)定(ding)義(yi)為(wei)電(dian)容(rong)器(qi)每(mei)周(zhou)期(qi)損(sun)耗(hao)能(neng)量(liang)與(yu)儲(chu)存(cun)能(neng)量(liang)之(zhi)比(bi)。又(you)稱(cheng)為(wei)損(sun)耗(hao)角(jiao)正(zheng)切(qie)。

 

 

圖1中

，電容的泄露電阻Rp

、有效串聯電阻Rs和有效串聯電感L式寄生元件，可能會降低外部電路的性能。一般將這些元件的效應合並考慮，定義為損耗因數或DF。

 

電容的泄漏是指施加電壓時流過電介質的微小電流。雖然模型中表現為與電容並聯的簡單絕緣電阻Rp，但實際上泄露與電壓並非線性關係。製造商常常將將泄漏規定為 MΩ-μF 積，用來描述電介質的自放電時間常數，單位為秒。其範圍介於 1 秒或更短與數百秒之間，前者如鋁和鉭電容，後者如陶瓷電容。玻璃電容的自放電時間常數為 1,000 或更大
；特氟龍和薄膜電容（聚苯乙烯
、聚丙烯）的泄漏性能最佳，時間常數超過 1,000,000 MΩ-μF。對於這種器件，器件外殼的表麵汙染或相關配線
、物理裝配會產生泄漏路徑
，其影響遠遠超過電介質泄漏。

 

有效串聯電感 ESL（圖 1）產生自電容引腳和電容板的電感，它能將一般的容抗變成感抗，尤其是在較高頻率時；其qi幅fu值zhi取qu決jue於yu電dian容rong內nei部bu的de具ju體ti構gou造zao。管guan式shi箔bo卷juan電dian容rong的de引yin腳jiao電dian感gan顯xian著zhu大da於yu模mo製zhi輻fu射she式shi引yin腳jiao配pei置zhi的de引yin腳jiao電dian感gan。多duo層ceng陶tao瓷ci和he薄bo膜mo電dian容rong的de串chuan聯lian阻zu抗kang通tong常chang最zui低di，而er鋁lv電dian解jie電dian容rong的de串chuan聯lian阻zu抗kang通tong常chang最zui高gao。因yin此ci
，電dian解jie電dian容rong一yi般ban不bu適shi合he高gao頻pin旁pang路lu應ying用yong。

 

電容製造商常常通過阻抗與頻率的關係圖來說明有效串聯電感。不出意料的話

，這些圖會顯示：在低頻時
，器件主要表現出容性電抗
；頻率較高時，由於串聯電感的存在
，阻抗會升高。

 

有效串聯電阻 ESR（圖 1 的電阻 Rs）由引腳和電容板的電阻組成。如上文所述
，許多製造商將 ESR、ESL 和泄漏的影響合並為一個參數
，稱為“損耗因數”或 DF。損sun耗hao因yin數shu衡heng量liang電dian容rong的de基ji本ben無wu效xiao性xing。製zhi造zao商shang將jiang它ta定ding義yi為wei每mei個ge周zhou期qi電dian容rong所suo損sun失shi的de能neng量liang與yu所suo存cun儲chu的de能neng量liang之zhi比bi。特te定ding頻pin率lv的de等deng效xiao串chuan聯lian電dian阻zu與yu總zong容rong性xing電dian抗kang之zhi比bi近jin似si於yu損sun耗hao因yin數shu
，而er前qian者zhe等deng於yu品pin質zhi因yin數shu Q 的倒數。

 

損耗因數常常隨著溫度和頻率而改變。采用雲母和玻璃電介質的電容
，其 DF 值一般在 0.03% 至 1.0% 之間。室溫時，陶瓷電容的 DF 範圍是 0.1% 至 2.5%。電解電容的 DF 值通常會超出上述範圍。薄膜電容通常是最佳的，其 DF 值小於 0.1%。

 

8
、品質因素

 

Q = cotan δ = 1/ DF

 

9、等效串聯電阻ESR（歐姆）

 

ESR = （DF） Xc = DF/ 2πfC

 

10、功率消耗

 

Power Loss = （2πfCV2） （DF）

 

11

、功率因數

 

PF = sin δ （loss angle） – cos Ф （相位角）

 

12、阻抗 Z

 

在特定的頻率下，阻礙交流電流通過的電阻即為所謂的阻抗（Z）。它與電容等效電路中的電容值、電感值密切相關
，且與 ESR 也有關係。

 

Z = √ ［ESR^2 + （XL - XC）^2 ］

 

式中，XC = 1 / ωC = 1 / 2πfC

 

XL = ωL = 2πfL

 

電容的容抗（XC）在低頻率範圍內隨著頻率的增加逐步減小，頻率繼續增加達到中頻範圍時電抗（XL）降至 ESR 的值。當頻率達到高頻範圍時感抗（XL）變為主導，所以阻抗是隨著頻率的增加而增加。

 

13
、漏電流

 

電dian容rong器qi的de介jie質zhi對dui直zhi流liu電dian流liu具ju有you很hen大da的de阻zu礙ai作zuo用yong。然ran而er
，由you於yu鋁lv氧yang化hua膜mo介jie質zhi上shang浸jin有you電dian解jie液ye

，在zai施shi加jia電dian壓ya時shi，重zhong新xin形xing成cheng的de以yi及ji修xiu複fu氧yang化hua膜mo的de時shi候hou會hui產chan生sheng一yi種zhong很hen小xiao的de稱cheng之zhi為wei漏lou電dian流liu的de電dian流liu。通tong常chang，漏lou電dian流liu會hui隨sui著zhe溫wen度du和he電dian壓ya的de升sheng高gao而er增zeng大da。

 

14
、紋波電流和紋波電壓

 

在一些資料中將此二者稱做“漣波電流”和“漣波電壓”，其實就是 ripple current，ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和ESR 之間的關係密切
，可以用下麵的式子表示：

 

Urms = Irms × R

 

式中
，Vrms 表示紋波電壓
，Irms 表示紋波電流
，R 表示電容的ESR

 

由上可見，當紋波電流增大的時候，即使在 ESR 保持不變的情況下，漣波電壓也會成倍提高。換言之，當紋波電壓增大時，紋波電流也隨之增大，這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流後
，由於電容內部的等效串連電阻（ESR）引起發熱，從而影響到電容器的使用壽命。一般的
，紋波電流與頻率成正比
，因此低頻時紋波電流也比較低。

 

各種電容關鍵參數：

 

1
、 鋁電解電容器

 

yongjinyouhuzhuangdianjiezhidexishuizhijiazailiangtiaolvbozhongjianjuanraoercheng，bodehuayanghuamozuojiezhidedianrongqi。yinweiyanghuamoyoudanxiangdaodianxingzhi，suoyidianjiedianrongqijuyoujixing。rongliangda，nengnaishoudademaidongdianliu，rongliangwuchada，xieloudianliuda
；普通的不適於在高頻和低溫下應用，不宜使用在25kHz 以上頻率低頻旁路、信號耦合、電源濾波。

 

電容量：0.47--10000u

 

額定電壓：6.3--450V

 

主要特點：體積小
，容量大，損耗大，漏電大

 

應用：電源濾波，低頻耦合，去耦

，旁路等

 

2
、 鉭電解電容器（CA）铌電解電容（CN）

 

用燒結的鉭塊作正極，電解質使用固體二氧化錳溫度特性、頻率特性和可靠性均優於普

 

通(tong)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)，特(te)別(bie)是(shi)漏(lou)電(dian)流(liu)極(ji)小(xiao)
，貯(zhu)存(cun)性(xing)良(liang)好(hao)，壽(shou)命(ming)長(chang)，容(rong)量(liang)誤(wu)差(cha)小(xiao)，而(er)且(qie)體(ti)積(ji)小(xiao)，單(dan)位(wei)體(ti)積(ji)下(xia)能(neng)得(de)到(dao)最(zui)大(da)的(de)電(dian)容(rong)電(dian)壓(ya)乘(cheng)積(ji)對(dui)脈(mai)動(dong)電(dian)流(liu)的(de)耐(nai)受(shou)能(neng)力(li)差(cha)，若(ruo)損(sun)壞(huai)易(yi)呈(cheng)短(duan)路(lu)狀(zhuang)態(tai)超(chao)小(xiao)型(xing)高(gao)可(ke)靠(kao)機(ji)件(jian)中(zhong)。

 

電容量：0.1--1000u

 

額定電壓：6.3--125V

 

主要特點：損耗、漏電小於鋁電解電容

 

應用：在要求高的電路中代替鋁電解電容

 

3
、 薄膜電容器

 

結構與紙質電容器相似，但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質頻率特性好，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。

 

a 聚酯（滌綸）電容（CL）

 

電容量：40p--4u

 

額定電壓：63--630V

 

主要特點：小體積
，大容量，耐熱耐濕，穩定性差

 

應用：對穩定性和損耗要求不高的低頻電路

 

b 聚苯乙烯電容（CB）

 

電容量：10p--1u

 

額定電壓：100V--30KV

 

主要特點：穩定
，低損耗
，體積較大

 

應用：對穩定性和損耗要求較高的電路

 

c 聚丙烯電容（CBB）

 

電容量：1000p--10u

 

額定電壓：63--2000V

 

主要特點：性能與聚苯相似但體積小，穩定性略差

 

應用：代替大部分聚苯或雲母電容
，用於要求較高的電路

 

4、 瓷介電容器

 

穿心式或支柱式結構瓷介電容器，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於高頻旁路。

 

a 高頻瓷介電容（CC）

 

電容量：1--6800p

 

額定電壓：63--500V

 

主要特點：高頻損耗小，穩定性好

 

應用：高頻電路

 

b 低頻瓷介電容（CT）

 

電容量：10p--4.7u

 

額定電壓：50V--100V

 

主要特點：體積小
，價廉，損耗大，穩定性差

 

應用：要求不高的低頻電路

 

5、 獨石電容器

 

（多層陶瓷電容器）在若幹片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料，疊合後一次繞結成一塊不可分割的整體，外麵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，高介電常數的低頻獨石電容器也具有穩定的性能，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。

 

容量範圍：0.5PF--1UF

 

耐壓：二倍額定電壓。

 

電容量大
、體積小、可靠性高、電容量穩定，耐高溫耐濕性好等。

 

應用範圍：廣泛應用於電子精密儀器。各種小型電子設備作諧振、耦合、濾波
、旁路。

 

6、 紙質電容器

 

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。製造工藝簡單，價格便宜
，能得到較大的電容量。

 

一般在低頻電路內，通常不能在高於3～4MHz 的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質。電容器高，穩定性也好，適用於高壓電路。

 

7、 微調電容器

 

電容量可在某一小範圍內調整，並可在調整後固定於某個電容值。 瓷介微調電容器的Q 值高，體積也小，通常可分為圓管式及圓片式兩種。 雲母和聚苯乙烯介質的通常都采用彈簧式東，結構簡單，但穩定性較差。 線繞瓷介微調電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的，故容量隻能變小，不適合在需反複調試的場合使用。

 

a 空氣介質可變電容器

 

可變電容量：100--1500p

 

主要特點：損耗小，效率高；可根據要求製成直線式
、直線波長式、直線頻率式及對數式等

 

應用：電子儀器
，廣播電視設備等

 

b 薄膜介質可變電容器

 

可變電容量：15--550p

 

主要特點：體積小，重量輕；損耗比空氣介質的大

 

應用：通訊
，廣播接收機等

 

c 薄膜介質微調電容器

 

可變電容量：1--29p

 

主要特點：損耗較大，體積小

 

應用：收錄機
，電子儀器等電路作電路補償

 

d 陶瓷介質微調電容器

 

可變電容量：0.3--22p

 

主要特點：損耗較小
，體積較小

 

應用：精密調諧的高頻振蕩回路

 

8

、 陶瓷電容器

 

用高介電常數的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質，並用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極製成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。 具(ju)有(you)小(xiao)的(de)正(zheng)電(dian)容(rong)溫(wen)度(du)係(xi)數(shu)的(de)電(dian)容(rong)器(qi)，用(yong)於(yu)高(gao)穩(wen)定(ding)振(zhen)蕩(dang)回(hui)路(lu)中(zhong)，作(zuo)為(wei)回(hui)路(lu)電(dian)容(rong)器(qi)及(ji)墊(dian)整(zheng)電(dian)容(rong)器(qi)。低(di)頻(pin)瓷(ci)介(jie)電(dian)容(rong)器(qi)限(xian)於(yu)在(zai)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)較(jiao)低(di)的(de)回(hui)路(lu)中(zhong)作(zuo)旁(pang)路(lu)或(huo)隔(ge)直(zhi)流(liu)用(yong)，或(huo)對(dui)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)損(sun)耗(hao)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)場(chang)合(he)〈包括高頻在內〉。這種電容器不宜使用在脈衝電路中，因為它們易於被脈衝電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用於高頻電路。

 

9、 玻璃釉電容器（CI）

 

由一種濃度適於噴塗的特殊混合物噴塗成薄膜而成，介質再以銀層電極經燒結而成“獨石”結構性能可與雲母電容器媲美，能耐受各種氣候環境，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

 

電容量：10p--0.1u

 

額定電壓：63--400V

 

主要特點：穩定性較好，損耗小，耐高溫（200 度）

 

應用：脈衝、耦合、旁路等電路

 

 

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