電容器類型和電容器有各種形狀、尺寸、長度和周長,以及各種材料。至少兩個電導體(稱為板)由每個導體中的絕緣層(稱為電介質(zhì))隔開。許多典型的電子設備使用電容器作為其電路的一部分。
電容器與電阻器和電感器一起被視為電氣設備中的無源元件。盡管集成電容器在絕對數(shù)量上是最常見的(例如,在DRAM或閃存體系結(jié)構(gòu)中),但本文主要關(guān)注許多類型的離散電容器。
小型電容器用于電子設備,用于連接放大器級之間的信號,作為電子濾波器和調(diào)諧電路的部件,并平滑電源系統(tǒng)中的整流電流。較大的電容器可用于頻閃燈中的儲能,作為某些類型電機的部件,以及交流配電系統(tǒng)中的功率因數(shù)調(diào)節(jié)??烧{(diào)電容器廣泛應用于調(diào)諧電路中,因為標準電容器具有固定的電容值。根據(jù)所需電容、工作電壓、電流處理能力和其他特性使用不同類型。
什么是電容器:
電容器是以磁場形式存儲電能的無源元件。電容是電容效應的術(shù)語。它由兩個由電介質(zhì)材料隔開的緊密間隔的導體組成。當極板連接到電源時,電荷將積聚在極板上。正電荷積聚在一個極板上,負電荷積聚在另一個極板上。
電容是一個用來描述電容器效應的術(shù)語。雖然電路中任何兩個相鄰的電導體之間都有一些電容,但電容器是專門設計用于向電路中添加電容的元件。傳統(tǒng)上,電容器被稱為電容器或電容器。許多語言繼續(xù)使用這個詞及其同源詞,但英語是一個明顯的例外。實用電容器有多種形狀和尺寸,使用的電容器類型也多種多樣。在大多數(shù)電容器中,電介質(zhì)將至少兩個導電體隔開,通常是金屬板或表面。箔、薄片、燒結(jié)金屬珠或電解質(zhì)可用作導體。非導電電介質(zhì)增加了電容器的充電容量。玻璃,
許多典型的電子設備使用電容器作為其電路的一部分。與電阻器不同,理想電容器不會耗散能量,但現(xiàn)實生活中的電容器會耗散能量。當電容器的端子之間實現(xiàn)電位差(電壓)時,例如當電容器連接到電池時,電場開始在電介質(zhì)上產(chǎn)生,產(chǎn)生凈正電荷并積聚在板上,同時產(chǎn)生凈負電荷以對另一方充電。沒有電流流過電介質(zhì)。另一方面,源電路具有電荷流。如果該狀態(tài)持續(xù)很長時間,流過電源電路的電流將停止。當電容器引線上提供時變電壓時
操作理論:
電容器是以磁場形式存儲電能的無源元件。電容是電容效應的術(shù)語。它由兩個由電介質(zhì)材料隔開的緊密間隔的導體組成。當極板連接到電源時,電荷將積聚在極板上。正電荷積聚在一個極板上,負電荷積聚在另一個極板上。
兩個導體由電容器中的非導電區(qū)域隔開。真空或稱為電介質(zhì)的電絕緣材料可用作非導電區(qū)域。玻璃、空氣、塑料、紙張、陶瓷,甚至化學性質(zhì)類似于導體的半導體耗盡區(qū)都是電介質(zhì)的例子。根據(jù)庫侖定律,一根導體上的電荷對另一根導體中的載流子施加力,吸引極性相反的電荷,排斥極性相似的電荷,從而在另一根導體表面形成極性相反的電荷。在其相對的表面上,導體攜帶相等和相反的電荷,電介質(zhì)產(chǎn)生電場。
理想電容器由恒定電容C來描述,其確定為每個導體上的正電荷或負電荷Q與SI系統(tǒng)中的電壓V之比(單位:法拉):
法拉第(f)電容意味著每個導體上的1庫侖電荷將在設備上產(chǎn)生1伏的電壓。導體(或板)上的相反電荷由于其電場而相互吸引,使得電容器在給定電壓下比導體分離時保留更多電荷,從而產(chǎn)生更大的電容。實際設備中的電荷積累會機械地改變電容器,導致其電容的變化。在這種情況下,電容以增量變化為特征:
電容器類型:以下是各種類型的電容器:
·電解電容器
·紙電容器
·云母電容器
·非極化電容器
·薄膜電容器
·陶瓷電容器
1、電解電容器
當需要較大的電容值時,通常使用電解液電容器。一個電極采用薄金屬膜,第二個電極(陰極)采用膠體或糊狀半液體電解質(zhì)溶液。電介質(zhì)板是一層薄薄的氧化物,在制造過程中通過電化學方法產(chǎn)生,膜厚度小于10微米。由于絕緣層非常薄,因此可以用較小的物理尺寸和兩個極板之間的短距離構(gòu)造具有大電容的電容器。大多數(shù)電解電容器都有極性,這意味著極性必須正確,才能在電容器端子上提供直流電壓。
如果正極與正極連接,負極與負極連接,則會損壞絕緣氧化層,導致無法修復的損壞。所有極性電解電容器的極性都清楚地用負號標記,以指示負極端子,并且必須遵守極性。電解電容器因其容量大、紋波電壓降低小而被廣泛應用于直流電源電路中。耦合和去耦是電解電容器的兩種應用。電解電容器由于極化而具有較低的額定電壓,這是一個缺點。
2、紙電容器
起初,電容器的兩片箔之間使用紙張,但現(xiàn)在使用了不同的材料,如塑料;因此,它被稱為紙電容器。紙電容器的電容范圍為0.001至2.000微法拉,電壓范圍高達2000V。
3、云母電容器
云母銀電容器使用由一組天然礦物組成的電介質(zhì)。箝位電容器和云母銀電容器是兩種云母電容器。由于性能差,夾持云母電容器被認為是過時的。云母銀電容器是用金屬涂層夾住兩側(cè)的云母片,并用環(huán)氧樹脂包裹,以保護其免受各種因素影響而制成的。設計中使用的云母電容器需要一個體積小、穩(wěn)定可靠的電容器。
云母電容器是一種低損耗的高頻電容器。由于其特殊的晶體結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu),它們在化學、電學和物理上都是穩(wěn)定的。白云母和金云母是最常用的云母。白云母具有優(yōu)異的電性能,另一種云母具有耐高溫性。
4、非極性電容器
塑料箔無極性電容器和無極性電解電容器是兩種無極性電容器。塑料箔電容器基本上是非極性的,而電解電容器通常是兩個背靠背串聯(lián)的電容器,這導致了非極性電容器一半的電容。非極性電容器需要與信號或電源串聯(lián)或并聯(lián)的交流應用。揚聲器分頻濾波器和功率因數(shù)校正網(wǎng)絡是兩個例子。在這兩種應用中,一個重要的交流電壓信號被放置在電容器的兩端。
5、薄膜電容器
薄膜電容器是以塑料薄膜介質(zhì)為介質(zhì)的電容器。使用精確的薄膜拉伸方法,使薄膜電容器變得非常薄。如果制成薄膜,可根據(jù)電容器的質(zhì)量對其進行金屬化。添加和組裝電極,以防止環(huán)境因素。
聚酯膜、聚丙烯膜、金屬化膜、PTE膜和聚苯乙烯膜是許多可用薄膜電容器的組成部分。用作電介質(zhì)的材料是各種電容器類型的主要區(qū)別,應根據(jù)其質(zhì)量仔細選擇電介質(zhì)。薄膜電容器由于其穩(wěn)定性、低電感和低成本而被使用。PTE薄膜電容器的耐熱性用于航空航天和軍事技術(shù)。金屬化聚酯薄膜電容器用于需要長期穩(wěn)定性且成本合理的場合。
6、陶瓷電容器
陶瓷電容器是使用陶瓷作為介電材料的電容器。陶瓷是電容器制造中最早用作絕緣體的材料之一。陶瓷電容器有許多設計,包括陶瓷管電容器和阻擋電容器,由于其尺寸、寄生效應或電氣特性而過時。多層陶瓷電容器(MLCC)和陶瓷盤電容器是兩種最流行的陶瓷電容器形式。
表面貼裝(SMD)技術(shù)用于制造多層陶瓷電容器,由于其體積小而被廣泛使用。陶瓷電容器的值通常在1NF和1f之間,最高可達100F。陶瓷盤電容器是通過在陶瓷盤上涂覆兩個銀觸點形成的。這些器件由多層組成,以實現(xiàn)更高的電容。