你所不知道的电容器的特性

标签:电容器
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       电容器的特性决定了它的温度,额定电压和电容范围以及在特定应用中的用途。

 

       与不起眼的电容器相关联的电容器特性和规格令人困惑,并且有时很难理解印刷在电容器本体上的信息,特别是在使用颜色或数字代码时。

 

       每个电容器系列或类型都使用自己独特的电容器特性和识别系统集,其中一些系统易于理解,而另一些系统则使用误导性的字母,颜色或符号。

 

       弄清楚标签所指电容器特性的最好方法是首先弄清楚电容器属于陶瓷,薄膜,塑料还是电解电容器属于哪种类型,从中可以更容易地识别出特定的电容器特性。

 

       即使两个电容器的电容值可能完全相同,但它们的额定电压也可能不同。如果用较小额定电压的电容器代替较高额定电压的电容器,则升高的电压可能会损坏较小的电容器。

 

       我们在之前的文章还记得,使用极化电解电容器时,正极引线必须连接到正极连接,负极引线必须连接到负极连接,否则可能会再次损坏。因此,最好使用与指定电容器相同类型的旧电容器来代替。电容器标记的示例如下。

 

       电容器特性

 

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       电容器与其他任何电子组件一样,具有一系列特性。这些电容器特性始终可以在电容器制造商提供给我们的数据表中找到,因此这里仅是一些更重要的特性。

 

       1.标称电容,(C)

 

       所述的标称值电容,Ç电容器的是最重要的所有电容器特性。该值以微微法拉(pF),纳米法拉(nF)或微法拉(μF)计量,并以数字,字母或彩色条带标记在电容器的主体上。

 

       电容器的电容可随环境温度随电路频率(Hz)y改变值。较小的陶瓷电容器的标称值可低至一个皮法拉(1pF),而较大的电解电容器的标称电容值可高达一个法拉(1F)。

 

       对于铝电解会影响其实际值或实际值,所有电容器的容差额定值范围从-20%到+ 80%。电容的选择由电路配置决定,但在电容器一侧读取的值不一定是其实际值。

 

       2.工作电压(WV)

 

       该工作电压是另一个重要的特征电容器定义可以其工作寿命期间被施加到电容器无故障的最大连续电压DC或AC。通常,印在电容器本体侧面的工作电压是指其直流工作电压(WVDC)。

 

       电容器的DC和AC电压值通常不相同,因为AC电压值是指均方根值,而不是最大值或峰值的1.414倍。同样,规定的直流工作电压在一定温度范围内有效,通常为-30°C至+ 70°C。

 

       任何超过其工作电压的直流电压或过多的交流纹波电流都可能导致故障。因此可以得出结论,如果电容器在凉爽的环境中且在其额定电压范围内运行,则其使用寿命将更长。常见的工作DC电压为10V,16V,25V,35V,50V,63V,100V,160V,250V,400V和1000V,并印在电容器主体上。

 

       3.公差,(±%)

 

       与电阻器一样,电容器的容差额定值也表示为正负值,对于通常小于100pF的低值电容器,以皮法拉(±pF)表示;对于通常大于100pF的较高值的电容器,以百分数(±%)表示。 。

 

       容差值是允许实际电容与其标称值相差的程度,范围可以从-20%到+ 80%。因此,具有±20%容差的100μF电容器可以合理地在80μF至120μF之间变化,并且仍保持在容差范围内。

 

       根据电容器与实际值的接近程度与电容器的额定值进行比较,并用彩色带或字母表示其实际容差。电容器最常见的公差变化是5%或10%,但某些塑料电容器的额定公差低至±1%。

 

       4.漏电流

 

       电容器内部用来分隔导电板的电介质并不是理想的绝缘体,由于施加到板上的电荷在板上形成的强大电场的影响,导致很小的电流流过或“泄漏”通过电介质恒定的电源电压。

 

       在纳安(nA)区域内流过的小直流电流称为电容器泄漏电流。漏电流是电子物理地通过介电介质,绕其边缘或跨引线穿过电子介质的结果,如果移除电源电压,随着时间的流逝,电子将完全使电容器放电。

 

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       当泄漏非常低时,例如在薄膜或箔式电容器中,通常称为“绝缘电阻”(R p  ),并且可以表示为与所示电容器并联的高阻值电阻。当泄漏电流很高时,如在电解质中一样,这被称为“泄漏电流”,因为电子直接流过电解质。

 

       电容器泄漏电流是放大器耦合电路或电源电路中的重要参数,耦合和/或存储应用的最佳选择是聚四氟乙烯和其他塑料电容器类型(聚丙烯,聚苯乙烯等),因为介电常数越低,绝缘电阻越高。

 

       另一方面,电解型电容器(钽和铝)可能具有很高的电容,但由于它们的隔离电阻差,它们也具有很高的泄漏电流(通常约为每μF5-20μA量级),并且因此不适合存储或耦合应用。而且,铝电解的泄漏电流的流动随着温度而增加。

 

       5.工作温度(T)

 

       由于介电特性的变化,电容器周围的温度变化会影响电容值。如果空气或周围温度变热或变冷,电容器的电容值可能会发生很大变化,从而影响电路的正确操作。大多数电容器的正常工作范围是-30 o C至+125 o C,额定工作温度不超过+70 o C时给出了额定电压,特别是对于塑料电容器类型。

 

       通常,对于电解电容器,尤其是铝电解电容器,在高温(+85 o C 以上)下,电解液中的液体会蒸发掉,并且由于内部压力,电容器的主体(尤其是小尺寸)可能会变形此外,由于果冻会冻结,因此不能在低于-10 o C的低温下使用电解电容器。

 

       6.温度系数(TC)

 

       电容器的温度系数是在指定温度范围内其电容的最大变化。电容器的温度系数通常线性表示为百万分之一每摄氏度(PPM / o C),或在特定温度范围内的变化百分比。一些电容器是非线性的(2类电容器),并且随着温度的升高而增加其值,从而使它们的温度系数表示为正“ P”。

 

       一些电容器随着温度的升高而减小其值,从而使它们的温度系数表示为负“ N”。例如,“ P100”为+100 ppm / o C或“ N200”为-200 ppm / o C等。但是,某些电容器不会改变其值并在一定温度范围内保持恒定,此类电容器的值为零。温度系数或“ NPO”。这些类型的电容器(例如云母或聚酯)通常称为1类电容器。

 

       大多数电容器,特别是电解电容器,在变热时会失去电容,但温度补偿电容器的范围至少为P1000至N5000(+1000 ppm / o C至-5000 ppm / o C)。也可以将具有正温度系数的电容器与具有负温度系数的电容器串联或并联连接,最终结果是两个相反的作用将在一定温度范围内相互抵消。温度系数电容器的另一个有用的应用是使用它们来消除温度对电路中其他组件(例如电感器或电阻器等)的影响。

 

       7.极化

 

       电容器极化在电连接方面通常指电解电容器,但主要是铝电解电容器。大多数电解电容器是极化类型的,也就是说,连接到电容器端子的电压必须具有正确的极性,即正极到正极以及负极到负极。

 

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       不正确的极化会导致电容器内的氧化层击穿,从而导致很大的电流流经器件,从而导致破坏,正如我们之前提到的。

 

       如图所示,大多数电解电容器的负极-ve端子在其本体的一侧向下清晰地标有黑色条纹,带,箭头或V形,以防止与直流电源的任何错误连接。

 

       一些较大的电解槽的金属罐或罐体连接到负极端子,但高压型的金属罐则将其金属罐绝缘,将电极引出以分开铁锹或螺钉端子,以确保安全。

 

       另外,在电源平滑电路中使用铝电解电容器时,应注意防止峰值直流电压和交流纹波电压之和成为“反向电压”。

 

       8.等效串联电阻(ESR)

 

       电容器的等效串联电阻(ESR)是电容器在高频下使用时的交流阻抗,包括电介质材料的电阻,端子引线的直流电阻,电介质连接的直流电阻和电容器极板电阻全部在特定的频率和温度下测得。

 

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       在某些方面,ESR与绝缘电阻相反,绝缘电阻表示为与电容器并联的纯电阻(无容抗或感抗)。理想的电容器将仅具有电容,但ESR表示为与该电容器串联的纯电阻(小于0.1Ω)(因此称为等效串联电阻),并且它取决于频率,因此成为“动态”量。

 

       由于ESR定义了电容器“等效”串联电阻的能量损耗,因此必须确定电容器的整体I 2 R热损耗,尤其是在电源和开关电路中使用时。

 

       具有较高ESR的电容器由于其较长的充电和放电RC时间常数而使电流流入和流出其极板的能力较小。电解电容器的ESR随着时间的流逝会随着电解质的干燥而增加。具有非常低ESR额定值的电容器可供选择,并且最适合于将电容器用作滤波器时使用。

 

       最后要说明的是,小电容(小于0.01μF)的电容器通常不会对人体造成太大危险。但是,当它们的电容开始超过0.1μF时,触摸电容器引线可能会令人震惊。

 

       电容器即使在没有电路电流流过的情况下,也能够以自身的电压形式存储电荷,从而为它们提供了一种存储器,可以在电视机,照相闪光灯和电容器组中找到大型电解型储能电容器致命的罪名

 

       根据一般经验,一旦断开电源,切勿接触大容量电容器的引线。如果不确定它们的状况或对这些大电容器的安全处理,请在处理它们之前寻求帮助或专家建议。

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你所不知道的电容器的特性

电容器的特性决定了它的温度,额定电压和电容范围以及在特定应用中的用途。与不起眼的电容器相关联的电容器特性和规格令人困惑,并且有时很难理解印刷在电容器本体上的信息,特别是在使用颜色或数字代码时。每个电容器系列或类型都使用自己独特的电容器特性和识别系统集,其中一些系统易于理解,而另一些系统则使用误导性的字母,颜色或符号。

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