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了解:电容器中的几大特性2023/12/28

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发表于 2023-12-28 18:01:14 | 显示全部楼层 |阅读模式

  电容器具有大量的规格和特性。通过观察电容器主体上印刷的信息,我们可以很好地了解电容器的特性。但是有些电容器的主体上有颜色或数字代码,因此很难理解特性。每种类型或系列的电容器都有自己的一套特性和识别系统。一些电容器识别系统很容易理解其特性,而其他电容器则使用误导性的符号、字母和颜色。电容器厂家https://www.cookekolb.com库克库伯电气(上海)有限公司30余年专注无功补偿及谐波治理等电能质量问题。在电力电容器,滤波电容器,自愈式电力电容器,滤波电抗器等产品上有专业的技术和优质的客户服务。400-607-8886!


  要轻松了解特定电容器的特性,首先要找出电容器系列是陶瓷,塑料,薄膜还是电解电容器,并从中轻松识别特性。即使电容器具有相同的电容值,它们也可能具有不同的工作电压。如果使用工作电压低的电容器代替工作电压高的电容器,则即使两个电容器具有相同的电容,增加的电压也可能损坏低压电容器。

  我们已经知道电解电容器具有极性,因此在连接电路中的电解电容器时,正极必须连接到正极,电容器的负极必须连接到负极连接,否则电容器可能会损坏。因此,最好用具有相同特性的新电容器替换电路中损坏或旧的电容器。下图显示了电容器的特性。

  电容器具有一组特性。所有这些特性都可以在电容器制造商提供的数据表中找到。现在让我们讨论其中的一些。

  标称电容 (C)

  在所有电容器特性中,最重要的特性之一是电容器的标称电容(C)。该标称电容值通常以皮法(pF)、纳法拉(nF)或微法拉(uF)为单位,该值在电容器主体上用颜色、数字或字母表示。该标称电容值印在电容器体的侧面,不必等于其实际值。

  标称电容值可能随工作温度和电路频率而变化。对于较小的陶瓷电容器,这些标称值低至 1 皮法 (1pF),对于电解电容器,标称值高达 20 法拉 (80f)。所有电容器的容差额定值范围为 -<>% 至 +<>%。

  工作电压 WV

  工作电压是所有电容器特性的另一个重要特性。施加到电容器在其工作寿命期间无故障的最大电压量称为工作电压(WV)。该工作电压以直流表示,也印在电容器的主体上。

  通常,印在电容器主体上的工作电压是指它的直流电压,而不是它的交流电压,因为交流电压是其均方根值。因此,电容器的工作电压必须大于其实际交流值的1.414(Vm=Vrms x√2)倍才能对电容器施加交流电压。电容器(WV-DC)的额定直流工作电压仅在一定温度范围内有效,例如-300C至+700C。如果施加的直流或交流电压大于电容器的工作电压,则电容器可能会损坏。

  通常印在电容器主体上的工作电压为10V,16V,25V,35V,50V,63V,100V,160V,250V,400V和1000V。如果所有电容器在其额定电压值内工作并在凉爽的环境中工作,则它们将具有更长的工作寿命。

  公差 ±%

  容差是电容与额定值的允许相对偏差,以百分比表示。与电阻器一样,电容器的容差值也存在于正负值中。对于小于 100pF 的低值电容器,该容差值通常以皮法(+/-pF)为单位测量,对于大于 100pF 的高值电容器,通常以百分比 (+/-%) 为单位进行测量。

  电容器的容差值是在+20°C的温度下测量的,并且仅在交付时有效。如果电容器可以在较长时间的存储后使用,则公差值将增加,但根据标准规格,该值不会超过其交付时测量值的两倍。绕线电容器的供电容差通常为+/-(1%,2.5%,5%,10%,20%)。电容器的公差值变化非常一般为5%或10%,塑料电容器的额定值低至+/-1%。

  漏电流 LC

  电容器的漏电流是少量的直流电流,以纳安 (nA) 为单位。这是因为电子流过介电材料或其边缘,并且在电源移除时会加班放电。

  漏电流定义为将不需要的能量从一个电路传输到另一个电路。另一个定义是漏电流是电路的理想电流为零时的电流。电容器漏电流是放大器耦合电路和电源电路中的一个重要因素。

  薄膜或箔型电容器的漏电流非常低,电解型(钽和铝)电容器的漏电流非常高(每uF5-20 uA),其电容值也很高。

  工作温度

  电容器的电容值随电容器周围的温度变化而变化。因为温度的变化,导致电介质性能的变化。工作温度是以标称电压额定值工作的电容器的温度。大多数电容器的一般工作温度范围为-30°C至+125°C。 在塑料型电容器中,该温度值不超过+700C。

  如果空气或电容器的周围温度太冷或太热,电容器的电容值可能会发生变化。这些温度变化将导致影响实际电路操作,并损坏该电路中的其他组件。我认为保持温度稳定以避免电容器油炸并不是一件简单的事情。

  电介质内的液体可能会因蒸发而损失,特别是在电解电容器(铝电解电容器)中,当它们在高温(超过+850C)下工作时,电容器的主体也会因泄漏电流和内部压力而损坏。而且电解电容器也不能在低温下使用,例如低于-100C。

  温度系数

  电容器的温度系数(TC)描述了在指定温度范围内电容值的最大变化。通常,印在电容器主体上的电容值是使用温度250C的参考来测量的,对于低于或高于该温度的应用,必须考虑数据表中提到的电容器的TC。通常,温度系数以百万分之一/摄氏度(PPM/0C)为单位表示,或以特定温度范围变化的百分比表示。

  一些电容器是线性的(1类电容器),这些电容器在温度下非常稳定;这种电容器的温度系数为零。通常,云母或聚酯电容器是1类电容器的示例。1 类电容器的 TC 规范将始终指定每摄氏度的百万分之一 (PPM) 的电容变化。

  有些电容器是非线性的(2类电容器),这些电容器的温度不像1类电容器那样稳定,并且它们的电容值会随着温度值的增加而增加,因此这些电容器给出了正的温度系数。2 类电容器的主要优点是其容积效率。这些电容器主要用于需要高电容值的应用,而稳定性和温度质量因数不是需要考虑的主要因素。2类电容器的温度系数(TC)直接以百分比表示。电容器温度系数的有用应用之一是使用它们来抵消温度对电路中其他元件(如电阻器或电感器等)的影响。

  极化

  一般电容器极化属于电解型电容器,如铝型和钽型电容器。大多数电解电容器都是极化的,也就是说,当电源电压连接到电容器端子时,例如正(+ve)端子到正极(+ve)连接和负(-ve)到负(-ve)连接时,它需要正确的极性。

  电容器内部的氧化层可能会因不正确的极化而破裂,这会导致大电流流过器件。因此,如前所述,电容器会损坏。为了防止不正确的极化,大多数电解电容器在其主体的一侧都有箭头或黑色条纹或带或 V 形,以表示其负 (-ve) 端子,如下图所示。

  极化电容器的电源电压反相时具有较大的漏电流。极化电容器中的漏电流会使信号失真,使电容器过热并最终破坏。使用极化电容器的基本原因是它们比具有相同额定电压和相同电容值的非极化电容器成本更低。基本上极化电容器以微法拉为单位,例如1uF,10uF等。

  等效串联电阻 (ESR)

  电容器的等效串联电阻(ESR)定义为电容器在非常高的频率下使用的交流阻抗,并且还考虑了介电电阻。电解质的直流电阻和电容器板的电阻都是在特定的温度和频率下测量的。

  ESR的作用类似于与电容器串联的电阻器。电容器的ESR是其质量的额定值。我们知道,从理论上讲,完美的电容器是无损的,并且ESR值为零。通常,该电阻(ESR)会导致电容器电路出现故障。

  等效串联电阻的影响

  电路中输出电容的等效串联电阻(ESR)会影响器件的性能。此外,ESR 还可以降低电容器的电源电压。ESR与电容器的绝缘电阻完全相反,在某些类型的电容器中,ESR与电容器并联为纯电阻。理想的电容器只有其电容和ESR值非常小(小于0.1Ω)。

  如果介电厚度增加,则ESR将增加。如果板的表面积增加,则ESR值将下降。为了计算电容器的ESR,我们需要标准电容器表以外的其他东西,例如ESR表。如果电容表是一个方便的设备,那么它不会检测到增加ESR值的电容故障。

  在非电解电容器或具有固体电解质的电容器中,引线、电极的金属电阻和电解质中的损耗是ESR的原因。通常,陶瓷电容器的ESR值在0.01至0.1欧姆之间。具有非固体电解质的铝和钽电解电容器具有非常高的ESR值,例如几欧姆。铝电解电容器的一个主要问题是,如果该电路中使用的电容器的ESR值在操作中随着时间的推移而增加,则电路组件将损坏。

  通常,聚合物电容器的ESR值低于相同值的电解(湿)电容器。因此,聚合物电容器可以处理更高的纹波电流。电容器可用作具有非常低ESR额定值的滤波器。电容器具有存储电荷的能力,即使充电电流没有流过它。电视机、照片闪光灯和电容器组中使用的电容器一般为电解型电容器。根据经验法则,大值电容器的引线在移除电源后需要永远不要接触。

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