內容編輯1、電容器的基本原理
電容器的基本原理可以用圖1來(lái)描
1、電容器的基本原理
電容器的基本原理可以用圖1來(lái)描述
當在兩個(gè)正對的金屬電極上施加電壓時(shí)，電荷將據電壓的大小被儲存起來(lái)
Q=CV
圖1
Q:電量( C )
V:電壓(V )
C:電容量(F)
C:電容器的電容量，可以由電極面積S [m2]，介質(zhì)厚度t [m]以及相對介電常數ε來(lái)表示
C[F]= ε0·ε·S/t
ε0:介質(zhì)在真空狀態(tài)下的介電常數(=8.85x10-12 F/M)
鋁氧化膜的相對介電常數為7~8，要想獲得更大的電容，可以通過(guò)增加表面積S或者減少其厚度t來(lái)獲得。
表1列出了電容器中常用的幾種典型的介質(zhì)的相對介電常數，在很多情況下，電容器的命名通常是根據介質(zhì)所使用的材料來(lái)決定的，例如：鋁電解電容器、鉭電容器等。
表1
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介質(zhì)
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相對介電常數
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介質(zhì)
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相對介電常數
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鋁氧化膜
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7 ~ 8
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陶瓷
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10~120
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薄膜樹(shù)脂
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3.2
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聚苯乙烯
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2.5
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云母
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6 ~ 8
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鉭氧化膜
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10 ~20
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雖然鋁電解電容器非常小，但它具有相對較大的電容量，因為其通過(guò)電化學(xué)腐蝕后，電極箔的表面積被擴大了，并且它的介質(zhì)氧化膜非常薄。
圖2形象地描述了鋁電解電容器的基本組成。
圖2
2、電容器的等效電路
電容器的等效電路圖可由下圖2表示
圖2
R1：電極和引出端子的電阻
R2：陽(yáng)極氧化膜和電解質(zhì)的電阻
R3：損壞的陽(yáng)極氧化膜的絕緣電阻
D1：具有單向導電性的陽(yáng)極氧化膜
C1：陽(yáng)極箔的容量
C2：陰極箔的容量
L ：電極及引線(xiàn)端子等所引起的等效電感量
3、基本的電性能
3-1 電容量
電容器的由測量交流容量時(shí)所呈現的阻抗決定。交流電容量隨頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。
和頻率一樣，測量時(shí)的溫度對電容器的容量有一定的影響。隨著(zhù)測量溫度的下降，電容量會(huì )變小。
另一方面，直流電容量，可通過(guò)施加直流電壓而測量其電荷得到，在常溫下容量比交流稍微的大一點(diǎn)，并且具有更優(yōu)越的穩定特性。
3-2 Tan δ（損耗角正切）
在等效電路中，串聯(lián)等效電阻ESR同容抗1/ wC之比稱(chēng)之為T(mén)an δ，其測量條件與電容量相同。
tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR
其中：RESR=ESR（120 Hz）
w=2πf
f=120Hz
tan δ隨著(zhù)測量頻率的增加而變大，隨測量溫度的下降而增大。
阻抗（Z）：
在特定的頻率下，阻礙交流電通過(guò)的電阻就是所謂的阻抗（Z）。它與容量以及電感密切相關(guān)，并且與等效串聯(lián)電阻ESR也有關(guān)系。具體表達式如下：
其中：Xc=1/ wC=1/ 2πfC
XL=wL=2πfL
漏電流：
電容器的介質(zhì)對直流電具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液，在施加電壓時(shí)，重新形成以及修復氧化膜的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生一種很小的稱(chēng)之為漏電流的電流，剛施加電壓時(shí)，漏電流較大，隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng)，漏電流會(huì )逐漸減小并最終保持穩定。
漏電流隨時(shí)間變化特征圖
測試溫度和電壓對漏電流具有很大的影響。漏電流會(huì )隨著(zhù)溫度和電壓的升高而增大。
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