電容變成電感的秘密 - 元器件科普——電容小趣聞

　　在濾波電路中我們會用到電容，剛才說過溫度過低的話容量會減少，那么為了防止壽命后期或者低溫造成容值減少達(dá)不到濾波效果，我們可以增加使用電容。但如果你不考慮電容的工作頻率的話，增加多少顆電容也是沒用的，在極端條件下電容會變成了電感，至于原因解釋起來有點多，感興趣的網(wǎng)友可以繼續(xù)看后面兩頁，如果只想知道結(jié)論，那就是： 電路的工作頻率很高時，寄生電感（ESL）的效應(yīng)將蓋過電容的容性，讓一顆電容呈現(xiàn)感性，如果頻率繼續(xù)增加，感性也將繼續(xù)增加。這就是電容變成電感的解釋。 對于鋁電解電容來說工作頻率一般不會工作在超過800KHz以上的頻率。

　　

　　大部分圖中樣式的鋁電解電容長一些的腳是負(fù)極，短腳是正極。如果切開一個電容你會覺得里面好像是一團致密的紙卷，就像……手紙。這卷“手紙”由3種不同的薄膜卷成，一種是正極鋁箔，一種是負(fù)極鋁箔，一種是絕緣層隔（隔開正負(fù)極）。卷好以后正極引腳接在正極鋁箔上，負(fù)極接在負(fù)極鋁箔上，有時電容外殼就是負(fù)極，所以負(fù)極也會接在外殼上。而凡是有金屬導(dǎo)線的地方都會存在電感，一般工程上按每英寸（2.5厘米）存在20nH（一億分之二亨利）估算。 我們圖中使用的是插件式電容，即便插緊在PCB上了，電容內(nèi)部從鋁箔到膠塞間仍然存在一段引腳，所以寄生電感比那些貼片（SMT）的電感要高。這些電感雖然很小，但到了一定條件下我們并不能忽略，這種電感在電容的模型中稱之為等效串聯(lián)電感（ESL）。 圖中還有一行字：“所有部分都有電阻”，所以除了寄生在物理尺寸上的電感外，電容上還有電阻存在，而且在大部分工程設(shè)計或考察電容供應(yīng)商產(chǎn)品好壞時考慮這種電阻的效應(yīng)遠(yuǎn)多于ESL，這種電阻稱之為串聯(lián)等效電阻（ESR）。 結(jié)論：現(xiàn)實生活里的電容不止體現(xiàn)容性，還有寄生在物理尺寸上的電感和電阻。

　　

　　如不感興趣可以跳過這頁，這里更詳細(xì)的解釋了實際使用中電容呈現(xiàn)感性的原因。下方公式里各個符號的意義是：j為復(fù)數(shù)單位1（平方為-1），ESL的電感值為L，電容容值為C，ESR的阻值為R，ω=2πf，f是頻率，所以ω代表了頻率。 在交流電電路中我們也試圖描述電路中元件對電流的阻礙作用，在直流電路中這種阻礙被稱之為電阻，交流電中稱之為“阻抗”。讓我們用交流電中常用的表達(dá)式寫出每個元件的阻抗。 電感的單獨存在會讓電流落后電壓90度，用jωL表示；電容的單獨存在會讓電壓落后電流90度，用jωC的倒數(shù)表示。電阻單獨存在時電壓和電流總是同步的，用R表示。 如果電阻、電容、電感串聯(lián)的話，電流會落后電壓還是會領(lǐng)先電壓的變化？這個問題等于在問：這個電路是呈現(xiàn)容性還是感性呢？ 而這個串聯(lián)電路正好是我們所說的“現(xiàn)實中的電容模型”，他到底呈現(xiàn)出感性還是容性全靠上圖括號內(nèi)值的正負(fù)。 我們來看括號里的內(nèi)容，ω增大（也就是頻率增大），第一項ωL會增大，第二項因為分母增大會變小，對于電容來說最初括號里的值是小于零的，隨著頻率ω增長，括號里的值會等于零，這時電容自身的容性剛好抵消了寄生電感的感性，如果電路的頻率繼續(xù)增加，這個電容就會變成電感。比如鋁電解電容在1MHz頻率的電路中大都免不了呈現(xiàn)感性。下一頁說ESR的效應(yīng)。