電容器是由兩個電極及其間的介電材料構(gòu)成的

電容器是由兩個電極及其間的介電材料構(gòu)成的。介電材料是一種電介質(zhì)，當被置于兩塊帶有等量異性電荷的平行極板間的電場中時，由于極化而在介質(zhì)表面產(chǎn)生極化電荷，遂使束縛在極板上的電荷相應(yīng)增加，維持極板間的電位差不變。這就是電容器具有電容特征的原因。電容器中儲存的電量Q等于電容量C與電極間的電位差U的乘積。電容量與極板面積和介電材料的介電常數(shù)ε成正比，與介電材料厚度（即極板間的距離）成反比。電容器利用二個導體之間的電場來儲存能量，二導體所帶的電荷大小相等，但符號相反。電力電容器按用途可分為8種：①并聯(lián)電容器。原稱移相電容器。主要用于補償電力系統(tǒng)感性負荷的無功功率，以提高功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量，降低線路損耗。②串聯(lián)電容器。串聯(lián)于工頻高壓輸、配電線路中，用以補償線路的分布感抗，提高系統(tǒng)的靜、動態(tài)穩(wěn)定性，改善線路的電壓質(zhì)量，加長送電距離和增大輸送能力。③耦合電容器。主要用于高壓電力線路的高頻通信、測量、控制、保護以及在抽取電能的裝置中作部件用。④斷路器電容器。原稱均壓電容器。并聯(lián)在超高壓斷路器斷口上起均壓作用，使各斷口間的電壓在分斷過程中和斷開時均勻，并可改善斷路器的滅弧特性，提高分斷能力。⑤電熱電容器。用于頻率為40～24000赫的電熱設(shè)備系統(tǒng)中，以提高功率因數(shù)，改善回路的電壓或頻率等特性。⑥脈沖電容器。主要起貯能作用，用作沖擊電壓發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器、斷路器試驗用振蕩回路等基本貯能元件。⑦直流和濾波電容器。用于高壓直流裝置和高壓整流濾波裝置中。⑧標準電容器。用于工頻高壓測量介質(zhì)損耗回路中，作為標準電容或用作測量高壓的電容分壓裝置.在電子線路中，電容用來通過交流而阻隔直流，也用來存儲和釋放電荷以充當濾波器，平滑輸出脈動信號。小容量的電容，通常在高頻電路中使用，如收音機、發(fā)射機和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷用。而且還有一個特點，一般1μF以上的電容均為電解電容，而1μF以下的電容多為瓷片電容，當然也有其他的，比如獨石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容有個鋁殼，里面充滿了電解質(zhì)，并引出兩個電極，作為正（+）、負（-）極，與其它電容器不同，它們在電路中的極性不能接錯，而其他電容則沒有極性。

把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負極上，過一會兒即使把電源斷開，兩個引腳間仍然會有殘留電壓（學了以后的教程，可以用萬用表觀察），我們說電容器儲存了電荷。電容器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個過程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲存的電荷向電路釋放的過程，稱為電容器的放電。

舉一個現(xiàn)實生活中的例子，我們看到市售的整流電源在拔下插頭后，上面的發(fā)光二極管還會繼續(xù)亮一會兒，然后逐漸熄滅，就是因為里面的電容事先存儲了電能，然后釋放。當然這個電容原本是用作濾波的。至于電容濾波，不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經(jīng)歷，一般低質(zhì)的電源由于廠家出于節(jié)約成本考慮使用了較小容量的濾波電容，造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端并接上一個較大容量的電解電容（1000μF，注意正極接正極），一般可以改善效果。發(fā)燒友制作HiFi音響，都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波，濾波電容越大，輸出的電壓波形越接近直流，而且大電容的儲能作用，使得突發(fā)的大信號到來時，電路有足夠的能量轉(zhuǎn)換為強勁有力的音頻輸出。這時，大電容的作用有點像水庫，使得原來洶涌的水流平滑地輸出，并可以保證下游大量用水時的供應(yīng)。

電子電路中，只有在電容器充電過程中，才有電流流過，充電過程結(jié)束后，電容器是不能通過直流電的，在電路中起著“隔直流”的作用。電路中，電容器常被用作耦合、旁路、濾波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流電為什么能夠通過電容器呢？我們先來看看交流電的特點。交流電不僅方向往復交變，它的大小也在按規(guī)律變化。電容器接在交流電源上，電容器連續(xù)地充電、放電，電路中就會流過與交流電變化規(guī)律一致的充電電流和放電電流。

電容器的選用涉及到很多問題。首先是耐壓的問題。加在一個電容器的兩端的電壓超過了它的額定電壓，電容器就會被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V，10V，16V，25V，50V等.充電使電容器帶電（儲存電荷和電能）的過程稱為充電。這時電容器的兩個極板總是一個極板帶正電，另一個極板帶等量的負電。把電容器的一個極板接電源（如電池組）的正極，另一個極板接電源的負極，兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷。充電后電容器的兩極板之間就有了電場，充電過程把從電源獲得的電能儲存在電容器中。放電使充電后的電容器失去電荷（釋放電荷和電能）的過程稱為放電。例如，用一根導線把電容器的兩極接通，兩極上的電荷互相中和，電容器就會放出電荷和電能。放電后電容器的兩極板之間的電場消失，電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能。在一般的電子電路中，常用電容器來實現(xiàn)旁路、耦合、濾波、振蕩、相移以及波形變換等，這些作用都是其充電和放電功能的演變。電容器在電路中的作用：在直流電路中，電容器是相當于斷路的。電容器是一種能夠儲藏電荷的元件，也是最常用的電子元件之一。這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說起。最簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(zhì)（包括空氣）構(gòu)成的。通電后，極板帶電，形成電壓（電勢差），但是由于中間的絕緣物質(zhì)，所以整個電容器是不導電的。不過，這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓（擊穿電壓）的前提條件下的。我們知道，任何物質(zhì)都是相對絕緣的，當物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后，物質(zhì)是都可以導電的，我們稱這個電壓叫擊穿電壓。電容也不例外，電容被擊穿后，就不是絕緣體了。不過在中學階段，這樣的電壓在電路中是見不到的，所以都是在擊穿電壓以下工作的，可以被當做絕緣體看。但是，在交流電路中，因為電流的方向是隨時間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的。而電容器充放電的過程是有時間的，這個時候，在極板間形成變化的電場，而這個電場也是隨時間變化的函數(shù)。實際上，電流是通過場的形式在電容器間通過的。在中學階段，有句話，就叫通交流，阻直流，說的就是電容的這個性質(zhì)。旁路旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地電位是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。去耦去耦，又稱解耦。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負載。如果負載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作，這就是所謂的“耦合”。去耦電容就是起到一個“電池”的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾，在電路中進一步減小電源與參考地之間的高頻干擾阻抗。將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF等；而去耦合電容的容量一般較大，可能是10μF或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)、以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。濾波從理論上（即假設(shè)電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1μF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越不容易通過。具體用在濾波中，大電容（1000μF）濾低頻，小電容（20pF）濾高頻。曾有網(wǎng)友形象地將濾波電容比作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。它把電壓的變動轉(zhuǎn)化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。儲能儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在10～220000μF之間的鋁電解電容器（如EPCOS公司的B43504或B43505系列以及Yadacon公司的CD135,CD136系列電容）是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時會采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式，對于功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。編輯本段基本分類1、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。2、按電解質(zhì)分類：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。3、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。4、按制造材料的不同可以分為：瓷介電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容，還有先進的聚丙烯電容等等5、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。6、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。7、濾波：鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器。8、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。9、低耦合：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。10、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。編輯本段發(fā)展簡況最原始的電容器是1745年荷蘭萊頓大學P.穆森布羅克發(fā)明的萊頓瓶，它是玻璃電容器的雛形。1874年德國M.鮑爾發(fā)明云母電容器。1876年英國D.斐茨杰拉德發(fā)明紙介電容器。1900年意大利L.隆巴迪發(fā)明瓷介電容器。30年代人們發(fā)現(xiàn)在陶瓷中添加鈦酸鹽可使介電常數(shù)成倍增長,因而制造出較便宜的瓷介電容器。1921年出現(xiàn)液體鋁電解電容器，1938年前后改進為由多孔紙浸漬電糊的干式鋁電解電容器。1949年出現(xiàn)液體燒結(jié)鉭電解電容器，1956年制成固體燒結(jié)鉭電解電容器。50年代初，晶體管發(fā)明后，元件向小型化方向發(fā)展。隨著混合集成電路的發(fā)展，又出現(xiàn)了無引線的超小型片狀電容器和其他外貼電容器。編輯本段介電材料電容器所用介電材料主要為固體，可分為有機和無機兩大類。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)形式，無機介電材料有微晶離子結(jié)構(gòu)、無定形結(jié)構(gòu)和兩者兼有的結(jié)構(gòu)（如陶瓷、玻璃、云母等）。有機介電材料主要為共價鍵組成的高分子結(jié)構(gòu)，按結(jié)構(gòu)對稱與否又可分為非極性（如聚丙烯、聚苯乙烯等）和極性（聚對苯二甲酸乙二酯等）兩類。電解電容器所用介質(zhì)是直接生長在陽極金屬上的氧化膜，也是離子型結(jié)構(gòu)。介電材料在外電場作用下會發(fā)生極化、損耗、電導和擊穿等現(xiàn)象，它們代表著電介質(zhì)的基本特性，而這些特性又取決于組分和分子結(jié)構(gòu)形式。非極性有機材料和離子結(jié)構(gòu)較完善而緊密的無機材料的極化，屬于快速極化類型；而極性有機材料和結(jié)構(gòu)松弛的離子晶體則屬于緩慢極化類型。前者介電常數(shù)ε較低，損耗角正切tgδ值很小，溫度、頻率特性較好,且體積電阻率也較高；后者則大致相反。工程用介電材料不是理想的電介質(zhì)，具有不同程度的雜質(zhì)、缺陷和不均勻性。這是產(chǎn)生不同的體積電阻率ρV和擊穿場強Eb的原因。附表列出電容器常用介電材料的極化形式及其介電特性。編輯本段特性參數(shù)1耐壓2容量標稱電容量和允許偏差標稱電容量是標志在電容器上的電容量。電容器的基本單位是法拉，簡稱法（F），但是，這個單位太大，在實地標注中很少采用。其它單位關(guān)系如下：1F=1000mF1mF=1000μF1μF=1000nF1nF=1000pF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。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，造成不可修復的永久損壞。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。像陶瓷電容器、薄膜電容器的話，絕緣電阻是越大越好的，而鋁電解電容之類的絕緣電阻是越小越好。電容的時間常數(shù)：為恰當?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。損耗角正切在規(guī)定頻率的正弦電壓下，電容器的損耗功率除以電容器的無功功率為耗損角正切。在實際應(yīng)用中，電容器并不是一個