電容器的符號及分類
電子制作中需要用到各種各樣的電容器,它們在電路中分別起著不同的作用,。與電阻器相似,電容器通常簡稱其為電容,用字母C表示。顧名思義,,電容器就是“儲存電荷的容器”。盡管電容器品種繁多,但它們的基本結(jié)構(gòu)和原理是相同的,。兩片相距很近的金屬中間被某絕緣物質(zhì)(固體、氣體或液體)所隔開,,就構(gòu)成了電容器,。兩片金屬稱為極板,中間的物質(zhì)叫做介質(zhì),。電容器也分為容量固定的與容量可變的,。但常見的是固定容量的電容,多見的是電解電容和瓷片電容,。
不同的電容器儲存電荷的能力也不相同,。規(guī)定把電容器外加1伏特直流電壓時所儲存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F),。但實際上,,法拉是一個很不常用的單位,因為電容器的容量往往比1法拉小得多,,常用的電容單位有微法(μF),、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,它們的關(guān)系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF),。
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(xué)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(1000 μF,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。
電子電路中,,電容器只能通過變化電流,,不能通過直流電,,在電路中起著“通交流,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(fù)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,。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6.3 V,10 V,,16 V,,25 V,50 V等,。
分類
1.固定電容器
電容量固定的電容器叫做固定電容器,。根據(jù)介質(zhì)的不同可分為陶瓷、云母,、紙質(zhì),、薄膜、電解幾種,。
1.1 陶瓷電容器
陶瓷電容器是用高介電常數(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,。
高頻瓷介電容器適用于無線電、電子設(shè)備的高頻電路,。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器,,使用于高穩(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,。常見的瓷介電容器有: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,,特別適于高頻旁路用,。
獨石電容器即多層陶瓷電容器,其結(jié)構(gòu)是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,它是一種小體積,、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,。
1.2 云母電容器
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,。云母電容器廣泛應(yīng)用在高頻電器中,并可用作標準電容器,。
玻璃釉電容器的介質(zhì)是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)。玻璃釉電容器的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500 V,,損耗tanδ = 0.0005 ~ 0.008,。
1.3 紙質(zhì)電容器
紙質(zhì)電容器在無線電、電子設(shè)備中應(yīng)用很廣,,一般是用兩條鋁箔作為電極,,中間以厚度為0.008 ~ 0.012 mm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0.25 μF以下,但容量誤差較大且不易控制,,質(zhì)量較好的是 ±10%,,損耗較大(tanδ ≤ 0.015),溫度頻率特性穩(wěn)定性較差,。以往常用的紙電容器為非密封型,,僅用地蠟、石蠟和氯化二苯基等浸漬封閉,,容易老化,,穩(wěn)定性較差,易受濕度影響,,受潮后絕緣電阻降低,大氣壓力對它也有影響,。電容器芯置于金屬或陶瓷管內(nèi)加以密封的紙質(zhì)電容器質(zhì)量較好,,外界氣候條件的影響極小,可在相對濕度達95 ~ 98 %的場合中正常使用,。