電容器的工作原理及功能

  電容的符號用字母C表示,單位是:F(法),此外還有μF(微法)、pF(皮法),nF,由於電容F的容量非常大,所以我們看到的一般都是μF、nF、pF的單位,而不是F的單位。他們之間的具體換算如下:

  1F(法拉)=1000mF(毫法) ,1(毫法) =1000uF(微法) ,1(微法) =1000nF(納法),1(納法)=1000pF(皮法)。

  規則:單位省略表示為pF,例如

  101(pF)=10 * 10^1 = 100pF = 0.1nF;

  104(pF)=10 * 10^4 = 100000pF = 0.1uF;

  105(pF)=10 * 10^5 = 1000000pF = 1uF。

  電容的耐壓值:電容不同,耐壓值也會不同,普通無極性電容的標稱耐壓值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等,有極性電容的耐壓值相對要比無極性電容的耐壓要低,一般的標稱耐壓值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

  常用電容按介質區分有紙介電容、油浸紙介電容、金屬化紙介電容、雲母電容、薄膜電容、陶瓷電容、電解電容等。在構造上,又分為固定電容器和可變電容器.按極性分為:有極性電容和無極性電容。我們最常見到的就是電解電容。

  電容器在電子設備中充當整流器的平滑濾波、電源的退耦、交流信號的旁路、交直流電路的交流耦合等。

  1、電解電容器按閥金屬劃分,可分為鋁電解電容器、鉭電解電容器、鉭鈮合金電解電容器三種。

  2、電解電容器按電解質狀態劃分,可分為固體電解電容器、液體(溼式)電解電容器兩種。

  3、電解電容器按按正負極呈現狀態劃分,可分為箔式卷繞型電解電容器、燒結型電解電容器兩種。

  結合圖例我們再具體瞭解一下電容的功能

電容器的工作原理及功能


  濾波:前面我們提到濾波電容將一定頻段內的信號從總信號中去除,但是這樣理解比較抽象,不容易理解,我們再詳細講解一下:在整流電路之後接入一個較大容量的電解電容,利用其充放電特性,使整流後的脈動直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓。由於大容量的電解電容一般具有一定的電感,對高頻及脈衝干擾信號不能有效地濾除,故在其兩端並聯了一隻小容量的電容,以濾除高頻及脈衝干擾.

  結合實物瞭解電容的濾波功能,圖中是個直流穩壓電路,C1,C2起濾波作用,,大電容通低頻,小電容通高頻,經過電容的濾波作用,過濾掉電路中的交流成分,電容的作用就是通高頻阻低頻;電容越大,低頻越容易通過,電容越小高頻越容易通過,這就是電路的濾波功能,

電容器的工作原理及功能


  旁路電容:將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉的電容,稱做“旁路電容”。上圖為電路的旁路作用,因為電容的隔直通交特性,使得上圖C1不能通過直流分量,但對於交流電時,C3對交流成分

近似於短路狀態 ,所以交流成分不會經過 R2,直接被C3旁路掉了 , 旁路的作用是產生一個交流分路,旁路電容一般指高頻旁路,

電容器的工作原理及功能


  去耦:一方面是集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方,用來消除自激,使放大器穩定工作。去耦和旁路都可以看作濾波,濾波電容用在電源整流電路中,用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。去耦電容相當於電池,避免由於電流的突變而使電壓下降,相當於濾紋波。在電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用,電容所處的位置不同,稱呼就不一樣了。對於同一個電路來說,旁路電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除,而去耦電容也稱退耦電容,是把輸出信號的干擾作為濾除對象。

  從電路來說,總是存在驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大,驅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,這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由於電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會產生反彈),這種電流相對於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。這就是耦合。

部分內容轉自:電工論壇


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