电容器是任何电子设备电路的元件之一,其主要功能是储存能量,然后将其返回电路。该行业提供种类繁多的电容器,它们的类型、容量、尺寸和应用各不相同。

电容器的工作原理和特点
电容器的装置由两块金属板组成,两块金属板被一层薄薄的电介质隔开。极板的尺寸和排列比例以及介电材料的特性决定了电容指数。
任何类型的电容器的设计开发都是为了在最小尺寸的基础上获得最大电容,以节省器件印刷电路板上的空间。外观上最流行的形式之一是桶形,金属板在桶内扭曲,它们之间有电介质。第一个电容器于 1745 年在莱顿市(荷兰)发明,被称为“莱顿罐”。
组件的工作原理是充电和放电的能力。由于板彼此之间的距离很小,因此可以充电。被电介质隔开的附近电荷相互吸引并停留在板上,因此电容器本身存储能量。断开电源后,组件准备好在电路中返回能量,即放电。

决定工作性能、质量和耐久性的参数和特性:
- 电容量;
- 特定容量;
- 允许偏差;
- 电气强度;
- 自己的电感;
- 介电吸收;
- 损失;
- 稳定;
- 可靠性。
存储电荷的能力决定了电容器的电容。在计算容量时,您需要知道:
- 覆盖面积;
- 板之间的距离;
- 介电材料的介电常数。
为了增加电容,需要增加极板的面积,减少它们之间的距离,并使用材料具有高介电常数的电介质。
法拉 (F) 用于表示电容——一种以纪念英国物理学家迈克尔·法拉第而得名的测量单位。但是,1 法拉太大。例如,我们星球的容量小于 1 法拉。在无线电电子学中,使用较小的值:微法(µF,百万分之一法拉)和皮法(pF,百万分之一微法)。
比电容由电容与电介质的质量(体积)之比计算得出。该指标受几何尺寸的影响,通过减小电介质的体积来增加比电容,但这会增加击穿的风险。
容量护照值与实际值的允许偏差决定了准确度等级。根据 GOST,有 5 个精度等级决定了未来的使用。最高精度等级的组件用于高响应电路中。
介电强度决定了保持电荷和保持工作特性的能力。留在板上的电荷趋向于彼此,作用于电介质。抗电强度是电容器的一个重要特性,它决定了它的使用时间。如果操作不当,将发生电介质击穿,组件将失效。
在带有电感的交流电路中考虑了自感。对于直流电路,不予考虑。
介电吸收 - 快速放电过程中极板上出现电压。吸收现象被考虑到高压电气设备的安全运行,因为如果发生短路,会有生命危险。
损耗是由于电介质的低电流传输造成的。当电子设备的元件在不同的温度条件和不同的湿度下运行时,损耗的品质因数会产生影响。它还受工作频率的影响。在低频下,电介质中的损耗会影响到高频 - 在金属中。
稳定性是一个电容器参数,它也受环境温度的影响。其影响分为可逆的(以温度系数为特征)和不可逆的(以温度不稳定性系数为特征的)。
电容器的可靠性主要取决于工作条件。故障分析表明,在 80% 的情况下,故障是导致故障的原因。
根据用途、类型和应用领域,电容器的尺寸也有所不同。最小的和最小的,尺寸从几毫米到几厘米不等,用于电子产品,而最大的则用于工业。
目的
储存和释放能量的特性决定了电容器在现代电子产品中的广泛使用。与电阻器和晶体管一起,它们是电气工程的基础。没有一个现代设备不会以某种方式使用它们。
它们的充电和放电能力以及具有相同特性的电感在无线电和电视技术中得到了积极应用。电容和电感的振荡电路是发送和接收信号的基础。改变电容器的电容可以改变振荡电路的频率。例如,无线电台可以在自己的频率上传输,无线电可以连接到这些频率。
一个重要的功能是平滑交流纹波。任何由交流电源供电的电子设备都需要滤波电容来产生高质量的直流电。
充电和放电的机制在摄影设备中得到了积极的应用。所有现代相机都使用闪光灯进行拍摄,这是由于快速放电特性而实现的。在这个领域,使用能很好地储存能量但缓慢释放的电池是无利可图的。而电容则相反,瞬间释放出所有储存的能量,足以产生闪光。
电容器产生高功率脉冲的能力用于雷达和激光的制造。
电容器在电报和电话以及远程机械和自动化中起到火花熄灭触点的作用,在这些领域需要切换高负载继电器。
长电源线的电压调节是通过使用补偿罐进行的。
现代电容器,由于其功能,不仅用于无线电电子领域。它们用于金属加工、采矿、煤炭工业。
主要品种
由于电子设备的应用和操作条件的多样性,存在种类和特性各不相同的各种组件。主要划分是按类别和使用的电介质类型。
电容器的种类,按等级划分:
- 容量恒定;
- 容量可变;
- 调音。
每个电子设备都使用恒定电容元件。
为了改变电路的电容和参数,例如振荡电路中的频率,使用可变电容的电容器。在他们的设备中,他们有几段金属活动板,这确保了他们工作的耐用性。
微调电容器用于设备的一次性调整。它们具有各种电容额定值(从几皮法到几百皮法),额定电压高达 60 伏。没有它们的使用,就不可能对设备进行微调。
电容器的种类,按电介质的种类划分:
- 陶瓷电介质;
- 带薄膜电介质;
- 电解;
- 电离器。
陶瓷的以一小块陶瓷材料的形式制成,上面喷有金属引线。这种电容器具有不同的特性,可用于高压和低压电路。
对于低压电路,最常使用容量从几十皮法到微法单位的环氧树脂或塑料外壳中的多层小型元件。它们用于无线电电子设备的高频电路,可以在恶劣的气候条件下工作。
对于高压电路,较大的陶瓷电容器制成容量从几十皮法到几千皮法不等。它们用于脉冲电路和电压转换设备。

薄膜电介质有不同的类型。其中最常见的是具有高强度的lavsan。不太常见的是聚丙烯电介质,它具有较低的损耗,用于高压电路,例如声音放大电路和中频电路。
一种单独的薄膜电容器正在启动,用于启动发动机时,由于它们的高电容和特殊的介电材料,减少了电动机的负载。它们的特点是高工作电压和电无功功率。
电解电容器采用经典设计制造。机身由铝制成,内部是轧制金属板。金属氧化物化学沉积在一个板上,液体或固体电解质沉积在第二个板上,形成电介质。多亏了这种设备,电解电容器的容量很大,但随着时间的推移,它们使用的特点是它的变化。
与陶瓷电容器和薄膜电容器不同,电解电容器具有极性。它们又分为非极性、无此缺点、径向、微型、轴向。它们的应用范围是传统计算机和现代微机技术。
最近出现的一种特殊类型是电离器。在它们的设计中,它们类似于电解电容器,但它们的特点是容量大(高达法拉单位)。然而,它们的使用仅限于几伏的小最大电压。超级电容器用于存储内存:如果手机或微型电脑中的电池耗尽,存储的信息不会丢失,无法挽回。

除了很久以前出现并且传统上使用的输出版本中的组件外,现代组件还以 SMD 版本生产,或者,也称为表面贴装。例如,陶瓷可以生产各种尺寸的外壳,从最小的(1 mm x 0.5 mm)到最大的(5.7 mm x 5 mm),相应的电压从几十伏到几百伏。
电解电容器也可以制成表面贴装封装。这些可以是标准的铝电解电容器,也可以是钽电容器,它们看起来有点像陶瓷电容器,但与它们的不同之处在于更高的电容和更低的损耗。它们可以是固定的和非固定的 SMD。
钽电容器的一个特点是使用寿命长、损耗最小、电容限值略低,但同时它们的特点是价格高。它们用于需要高电容的高响应电路中。
类似文章:





