一、電容的含義
電容(Capacitance)亦稱(chēng)作“電容量”，是指在給定電位差下的電荷的儲藏量，記為C，國際單位是法拉(F)。一般來(lái)說(shuō)，電荷在電場(chǎng)中會(huì )受力而移動(dòng)，當導體之間有了介質(zhì)，則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導體上，造成電荷的累積儲存，儲存的電荷量則稱(chēng)為電容。
電容的公式為：C=εS/4πkd 。其中，ε是一個(gè)常數，S為電容極板的正對面積，d為電容極板的距離，k則是靜電力常量。常見(jiàn)的平行板電容器，電容為C=εS/d(ε為極板間介質(zhì)的介電常數，S為極板面積，d為極板間的距離)。
在電容元件兩端電壓u的參考方向給定時(shí)，若以q表示參考正電位極板上的電荷量，則電容元件的電荷量與電壓之間滿(mǎn)足 q=Cu。電流等于單位時(shí)間內通過(guò)某一橫截面的電荷量，所以得到I=dq/dt，因此電流與電容的關(guān)系是 I=dq/dt =C(du/dt) 。該式表明，電流的大小與方向取決于電壓對時(shí)間的變化率，電壓增高時(shí)，du/dt》0，則dq/dt》0，i》0，極板上電荷增加，電容器充電;電壓降低時(shí)，du/dt《0，則dq/dt《0，i《0，極板上電荷減少，電容器反向放電。當電壓不隨時(shí)間變化時(shí)，du/dt=0，則電流I=0，這時(shí)電容元件的電流等于零，相當于開(kāi)路。故電容元件有隔斷直流的作用。
二、電容的容值
電容的符號是C，在國際單位制里，電容的單位是法拉，簡(jiǎn)稱(chēng)法，符號是F，由于法拉這個(gè)單位太大，所以常用的電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)等，換算關(guān)系如下
1法拉(F) = 1000毫法(mF) = 1000000微法(μF);
1微法(μF) = 1000納法(nF) = 1000000皮法(pF)。
三、電容的參數
1.標稱(chēng)容值與誤差
電容量即電容加上電荷后儲存電荷的能力大小。電容量誤差是指其實(shí)際容量與標稱(chēng)容量間的偏差，通常有±10%、±20%，用在射頻電路中PI匹配中的電容±0.5%、±0.75%的小誤差電容。
2.額定電壓
額定工作電壓是該電容器在電路中能夠長(cháng)期可靠地工作而不被擊穿所能承受的最大直流電壓(又稱(chēng)耐壓)。它與電容器的結構、介質(zhì)材料和介質(zhì)的厚度有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，對于結構、介質(zhì)相同，容量相等的電容器，其耐壓值越高，體積也越大。
當在電容器的兩極板間施加電壓之后，極板間的電解質(zhì)便處于電場(chǎng)中，本來(lái)是中性的電介質(zhì)，由于外電場(chǎng)力的作用，介質(zhì)分子內的正負電荷將在空間位置上發(fā)生少許偏移(如負電荷逆電場(chǎng)方向移動(dòng))，形成所謂的電偶極子，也就是介質(zhì)內部出現了電場(chǎng)，破壞了原來(lái)的電中性狀態(tài)。這種現象叫做電解質(zhì)的極化�？梢�(jiàn)，極化狀態(tài)下的介質(zhì)是帶負電荷的，但這些電荷依然受介質(zhì)本身的束縛而不能自由移動(dòng)，介質(zhì)的絕緣性能尚未遭到破壞，只有少數電荷脫離束縛而形成很小的漏電流。如果外加電壓不斷加強，最后將使極化電荷大量脫離束縛，引起漏電流大大增加，于是介質(zhì)的絕緣性能遭到破壞，使兩個(gè)極板短接，完全喪失電容的作用。這種現象稱(chēng)為介質(zhì)擊穿。介質(zhì)擊穿之后，電容器被毀壞。因此電容器的工作電壓要有一定限制，不能隨意增加。
3.溫度系數
電容器電容量隨溫度變化的大小用溫度系數(在一定溫度范圍內，溫度每變化1℃，電容量的相對變化值)來(lái)表示，這一點(diǎn)和電阻是一樣一樣的。
4.絕緣電阻
電容器漏電的大小用絕緣電阻來(lái)衡量。電容器漏電越小越好，也就是絕緣電阻越大越好。一般小電容器的絕緣電阻很大，可達幾百兆歐或幾千兆歐。電解電容器的絕緣電阻一般較小。
5.損耗
在電場(chǎng)作用下，電容器單位時(shí)間內發(fā)熱而消耗的能量叫電容器的損耗。 理想電容器在電路中不應消耗能量，但在實(shí)際上，電容器或多或少都要消耗能量，其能量消耗主要由介質(zhì)損耗和金屬部分的損耗組成，通常用損耗角正切值來(lái)表示。
6.頻率特性
電容器的頻率特性通常是指電容器的電參數(如電容量、損耗角正切值等)隨電場(chǎng)頻率而變化的性質(zhì)。在高頻下工作的電容器，由于介電常數在高頻時(shí)比低頻時(shí)小，因此電容量將相應地減小。與此同時(shí)，它的損耗將隨頻率的升高而增加。此外在高頻工作時(shí)，電容器的分布參數，如極片電阻、引線(xiàn)和極片接觸電阻，極片的自身電感，引線(xiàn)電感等，都將影響電容器的性能，由于這些因素的影響，使得電容器的使用頻率受到限制。
7.介質(zhì)
參數描述了電容采用的電介質(zhì)材料類(lèi)別，溫度特性以及誤差等參數，不同的值也對應著(zhù)一定的電容容量的范圍。比如X7R常用于容量為3300pF~0.33uF的電容，這類(lèi)電容適用于濾波，耦合等場(chǎng)合，電介質(zhì)常數比較大，當溫度從0°C變化為70°C時(shí)，電容容量的變化為±15%;
Y5P與Y5V常用于容量為150pF~2nF的電容，溫度范圍比較寬，隨著(zhù)溫度變化，電容容量變化范圍為±10%或者+22%/-82%。
對于其他的編碼與溫度特性的關(guān)系，大家可以參考表4-1。例如，X5R的意思就是該電容的正常工作溫度為-55°C~+85°C，對應的電容容量變化為±15%
8.封裝尺寸
主要針對貼片式電容，封裝和電阻的封裝大小一樣。
四、電容的分類(lèi)
按照不同的方式電容的分類(lèi)也有很多種，以下總結幾類(lèi)常見(jiàn)的
1.按材料分，有云母電容、電解電容、陶瓷電容、鉭電容等不同類(lèi)型;
2.按用途分，有濾波電容、旁路電容、耦合電容、負載電容等;
3.按照極性分，有無(wú)極性電容、有極性電容。 |
