電容器在現(xiàn)代電路和設(shè)備中常用的電子元器件,電容器已有250多年的悠久歷史和用途,是人們研究、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和使用的最古老的電子組件之一。隨著進(jìn)一步的技術(shù)發(fā)展,電容器會(huì)根據(jù)其因素提供不同的類型。
在本文中,單片機(jī)方案網(wǎng)將介紹市面上主流的電容器類型。電容器是一個(gè)組件,它具有以電荷形式存儲(chǔ)能量的能力,從而在其極板上產(chǎn)生電差,就像一個(gè)小型可充電電池。
一、什么是電容器?
電容器是無(wú)源組件,它將電能存儲(chǔ)到電場(chǎng)中。電容器的作用稱為電容。它由兩個(gè)緊密的導(dǎo)體組成,并由介電材料隔開(kāi)。如果板連接到電源,則板會(huì)累積電荷。一個(gè)極板累積正電荷,而另一個(gè)極板累積負(fù)電荷。電容器的電氣符號(hào)如下所示:
二、電容公式
電容是電荷(Q)與電壓(V)的比率,其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下。
C = Q / V
其中,Q是庫(kù)侖電荷,C是法拉電容,V是極板之間的電壓,以伏特為單位。
三、不同類型的電容器
以下是不同類型的電容器:
1.電解電容器;
2.云母電容器;
3.紙介電容器;
4.薄膜電容器;
5.非極化電容器;
6.陶瓷電容器。
(1)電解電容器
通常,當(dāng)需要大容量電容器時(shí),使用電解質(zhì)電容器。金屬薄膜層用于一個(gè)電極,而對(duì)于第二電極(陰極),則使用膠狀或糊狀的半液體電解質(zhì)溶液。介電板是一層薄薄的氧化物,在生產(chǎn)過(guò)程中以膜的厚度通過(guò)電化學(xué)方法顯影,厚度小于十微米。
該絕緣層非常薄,對(duì)于物理尺寸而言,可以制造具有大電容值的電容器,該電容很小,并且兩個(gè)板之間的距離非常小。大多數(shù)電解電容器的類型都是極化的,這是將直流電壓施加到電容器端子,并且它們必須具有正確的極性。
如果正極端子的正極和負(fù)極端子的負(fù)極極性錯(cuò)誤,則會(huì)破壞絕緣氧化層,并造成永久性損壞。所有極化的電解電容器的極性都清楚地帶有負(fù)號(hào),以表示負(fù)極端子,應(yīng)遵循極性。
通常在直流電源電路中使用電解電容器,因?yàn)樗鼈兊碾娙荽蠖鴾p小的紋波電壓卻很小。這種電解電容器的應(yīng)用是耦合和去耦。電解電容器的缺點(diǎn)是由于電解電容器的極化而使它們的額定電壓較低。
(2)云母電容器
該電容器是一組天然礦物質(zhì),銀云母電容器使用電介質(zhì)。云母電容器有兩種:鉗位電容器和銀云母電容器。夾式云母電容器由于性能較差而被認(rèn)為是過(guò)時(shí)的。通過(guò)將兩面涂有金屬的云母板夾在中間來(lái)制備銀云母電容器,然后將該組件封裝在環(huán)氧樹(shù)脂中以保護(hù)環(huán)境。在設(shè)計(jì)中使用云母電容器需要相對(duì)較小的穩(wěn)定,可靠的電容器。
云母電容器是低損耗電容器,用于高頻,并且該電容器由于其特定的晶體結(jié)構(gòu)結(jié)合而在化學(xué),電氣和機(jī)械方面都非常穩(wěn)定,并且通常是分層結(jié)構(gòu)。最常用的是白云母和金云母。白云母云母的電性能更好,另一種云母具有耐高溫性。
(3)紙介電容器
所述紙電容器的結(jié)構(gòu)是兩個(gè)錫箔片之間,并且它們從紙,或油紙&薄蠟紙分離。然后將薄箔和紙的像三明治一樣卷成圓柱形,然后將其封入塑料膠囊中。紙電容器的兩個(gè)薄箔片附著在外部負(fù)載上。
在最初階段,如果將電容器用于電容器的兩個(gè)箔片之間,則使用紙,但是如今,使用了其他材料(如塑料),因此將其稱為紙電容器。紙電容器的電容范圍為0.001至2.000微法拉,電壓非常高,高達(dá)2000V。
(4)薄膜電容器
薄膜電容器也是常見(jiàn)的電容器,它們使用薄塑料作為電介質(zhì)。使用復(fù)雜的薄膜拉伸工藝,可以將薄膜電容器制備得非常薄。根據(jù)制造薄膜的工藝,可以根據(jù)電容器的性質(zhì)將其金屬化。為了防止受環(huán)境因素影響,需要添加電極并進(jìn)行組裝。
薄膜電容器有多種類型,例如聚酯薄膜,金屬化薄膜,聚丙烯薄膜,PTE薄膜和聚苯乙烯薄膜。這些電容器類型之間的核心區(qū)別是用作介電和介電材料應(yīng)根據(jù)它們的特性適當(dāng)?shù)剡x擇。薄膜電容器的應(yīng)用是穩(wěn)定性,低電感和低成本。
PTE薄膜電容具有耐熱性,可用于航空航天和軍事技術(shù)。金屬化聚酯薄膜電容器用于需要較低穩(wěn)定性的長(zhǎng)期穩(wěn)定性的應(yīng)用中。
(5)非極化電容器
非極化電容器分為塑料箔電容器兩種,另一類是電解非極化電容器。
塑料箔電容器本質(zhì)上是非極化的,電解電容器通常是串聯(lián)的兩個(gè)電容器,它們背對(duì)背,因此結(jié)果是非極化的電容為一半。非極性電容器需要將AC應(yīng)用與信號(hào)或電源串聯(lián)或并聯(lián)使用。
示例包括揚(yáng)聲器分頻器濾波器和功率因數(shù)校正網(wǎng)絡(luò)。在這兩種應(yīng)用中,大的交流電壓信號(hào)施加在電容器兩端。
(6)陶瓷電容器
陶瓷電容器使用陶瓷材料作為電介質(zhì),陶瓷是一種用于生產(chǎn)電容器的良好絕緣體材料之一。
陶瓷電容器使用的幾何形狀很多,其中一些是陶瓷管狀電容器,由于其尺寸,寄生效應(yīng)或電氣特性,勢(shì)壘層電容器已過(guò)時(shí)。兩種常見(jiàn)的陶瓷電容器是多層陶瓷電容器(MLCC)和陶瓷盤式電容器。
多層陶瓷電容器是使用表面貼裝(SMD)技術(shù)制備的,并且尺寸較小,因此得到了廣泛的應(yīng)用。陶瓷電容器的阻值通常在1nF至1uF之間,并且可能高達(dá)100uF。
陶瓷圓盤電容器是通過(guò)在陶瓷圓盤的兩面都涂有銀觸點(diǎn)來(lái)制造的,并且為了實(shí)現(xiàn)更大的電容,這些器件由多層制成。由于諸如電阻和電感的寄生效應(yīng),陶瓷電容器將具有高頻響應(yīng)。
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