电容器的特点

介绍

电容器具有大量的规格和特性。通过观察电容器本体上的信息，我们可以很好地了解电容器的特性。但有些电容器在其本体上有颜色或数字编码，因此很难了解其特性。每一种类型或家族的电容器都有自己的一套特性和识别系统。一些电容器的识别系统容易理解其特性，而另一些则使用容易引起误解的符号、字母和颜色。

要了解特定电容器的特性，首先找出电容器家族，无论是陶瓷，塑料，薄膜还是电解，也很容易识别特性。即使电容器具有相同的电容值，它们可能具有不同的工作电压。如果使用具有低工作电压的电容器代替具有高工作电压的电容，则即使两个电容器都具有相同的电容，增加的电压也可能损坏低电压电容器。

我们已经知道电解电容是有极性的，所以在电路中连接电解电容时，必须将电解电容的正端连接到正端，将电解电容的负端连接到负端，否则电容可能会损坏。所以用具有相同特性的新电容器替换电路中损坏或旧的电容器总是更好的。下图显示了电容器的特性。

图1所示。电容器的特点

电容器配有一组特性。所有这些特征都可以在电容器制造商提供的数据表中找到。现在让我们讨论其中一些。

标称电容（C）

所有电容器特性中最重要的一个是电容器的标称电容（C）。该标称电容值通常在微微码（PF），纳米法拉德（NF）或微址（UF）中测量，并且该值用电容器主体上的颜色，数字或字母表示。该标称电容值在电容器主体侧面印刷，不需要等于其实际值。

标称电容值可能随工作温度和电路频率而变化。对于较小的陶瓷电容器，这些标称值低至1皮法拉(1pF)，而对于电解电容器，则高达1法拉(1F)。所有电容器的容错性范围从-20%到+80%。

工作电压(西弗吉尼亚州)

工作电压是所有电容特性中比较重要的一个特性。在电容器的工作寿命中，施加在其上而不发生故障的最大电压量称为工作电压(WV)。这个工作电压用直流电来表示，它也被印在电容器的本体上。

一般印刷在电容器本体上的工作电压，指的是其直流电压，而不是交流电压，因为交流电压是其有效值。因此，电容器工作电压必须大于实际交流电压的1.414 (Vm = Vrms x√2)倍，才能给电容器施加交流电压。电容器的直流工作电压(WV-DC)仅在一定的温度范围内有效，例如-300C ~ +700C。如果输入的直流或交流电压大于电容的工作电压，电容可能会损坏。

通常在电容器的主体上印刷的工作电压是10V，16V，25V，35V，50V，63V，100V，160V，250V，400V和1000V。如果它们在其额定电压值和凉爽的环境中运行，所有电容器将具有更长的工作寿命。

耐受性（±％）

容差是电容与额定值的允许相对偏差，用百分数表示。和电阻一样，电容的容差也有正负两种形式。对于小于100pF的低值电容，这个容差值通常用皮法拉(+/- pf)来测量;对于大于100pF的高值电容，用百分比(+/-%)来测量。

电容的容差值是在+20℃的温度下测量的，且仅在交付时有效。如果一个电容器可以在更长时间的存储后使用，那么公差值将增加，但根据标准规格，这个值不会超过其交付时测量值的两倍。通常绕线电容器的输送公差为+/-(1%，2.5%，5%，10%，20%)。非常普遍的容差值变化的电容器是5%或10%，这是低至+/-1%的塑料电容器。

泄漏电流(LC)

电容器中用于分离电容器金属板的所有介质材料都不是完美的绝缘体。它们允许少量的电流流过，比如泄漏电流。这种效应是由于当电源电压(V)施加于电容器板上的电荷粒子形成了强大的电场。

电容器的漏电流是少量的直流电流，单位是纳安(nA)。这是由于电子通过介电材料或其边缘流动，也通过放电它超时时，电源移除。

泄漏电流的定义是将无用的能量从一个电路转移到另一个电路。另一个定义是漏电流是当电路的理想电流为零时的电流。在放大器耦合电路和电源电路中，电容器的漏电流是一个相当重要的因素。

漏电流在薄膜或箔型电容器中非常低，在电解(钽和铝)型电容器中非常高(5-20 uA / uF)，那里他们的电容值也很高。

工作温度

电容器的电容值随温度的变化而变化，该温度围绕电容器。因为温度的变化，导致电介质的性质发生变化。工作温度是具有标称电压额定值的电容器的温度。大多数电容器的一般工作温度范围为-30°C至+ 125°C。在塑料型电容器中，该温度值不大于+ 700℃。

如果电容器的空气或周围温度太凉​​或太热，则电容器的电容值可以改变。这些温度的变化会导致影响实际电路操作，并且还损坏该电路中的其他组件。我认为保持温度稳定的是一种简单的东西，以避免电容器煎炸。

电介质内的液体可以丢失，特别是在电解电容器（铝电解电容器）中蒸发，当它们在高温（超过+ 850℃）时，电容器的主体由于漏电流和内部压力也会损坏。并且，电解电容器也不能在低温下使用，例如低于-100℃。

温度系数

电容的温度系数TC (temperature coefficient)是指在给定的温度范围内，电容值变化的最大值。一般来说，打印在电容器本体上的电容值是根据250℃的参考温度测量的，对于在此温度以下或以上运行的应用程序，还必须考虑数据表中提到的电容的TC。一般来说，温度系数表示为每摄氏度百万分之一的单位(PPM/0C)或特定温度范围内的百分比变化。

一些电容器是线性的(第一类电容器)，这些是高度稳定的温度;这种电容器的温度系数为零。一般来说，云母电容器或聚酯电容器是第一类电容器的例子。第1类电容器的TC规范将始终指定每摄氏度的电容变化的百万分之一(PPM)。

一些电容器是非线性（2类电容器），这些电容器温度不稳定，如类电容器，并且它们的电容值将通过增加温度值来增加，HencetheseCapacitors给出正温度系数。2类电容器的主要优点是它们的体积效率。这些电容器主要用于需要高电容值的应用中，而具有温度的稳定性和质量因素不是需要考虑的主要因素。2类电容器的温度系数（Tc）直接表示为百分比。温度系数的电容器的一个有用应用是使用它们来消除电路内的其他部件的温度的影响，例如电阻器或电感器等。

极化

电容器的极化一般属于电解型电容器，如铝型和钽型电容器。电解电容器大部分是极化的，即电源电压连接到电容器端子时需要正确的极性，如正(+ve)端子到正(+ve)连接，负(-ve)到负(-ve)连接。

在电容器内部的氧化层可能被不正确的极化破坏，这导致通过设备的高电流流动。正如前面提到的那样，电容器的损害。为了防止不正确的极化，大多数电解电容器在其本体的一侧有箭头或黑色条纹或带或锯齿，以表示其负(-ve)端子，如下图所示。

如果倒置电源电压反转，偏振电容具有大的漏电流。偏振电容器中的漏电流扭曲了信号，通过电容器加热并最终破坏。使用偏振电容器的基本原因是它们比相同电压额定值和相同电容值相同的非极化电容的成本较低。基本上，极化电容器以微法的单位提供，例如1UF，10UF等。

图2。电容器的极化

等效串联电阻(ESR)

电容器的等效串联电阻(ESR)定义为电容器在非常高的频率下使用时的交流阻抗，同时考虑介电电阻。电介质的直流电阻和电容器极板的直流电阻都是在特定的温度和频率下测量的。

ESR的作用就像一个电阻和一个电容串联。电容器的ESR是对其质量的评价。我们知道，理论上一个完美的电容是无损的，而且ESR值也为零。通常这个电阻(ESR)会导致电容器电路的故障。

等效串联电阻的影响

电路中输出电容的等效串联电阻(ESR)会影响器件的性能。ESR还可以降低电容器的供电电压。ESR与电容器的绝缘电阻完全相反，在某些类型的电容器中，电容器的绝缘电阻表现为与电容器并联的纯电阻。一个理想的电容器只有它自己的电容，ESR值非常小(小于0.1Ω)。

如果介质厚度增加，则ESR会增加。如果平板的表面积增加，那么ESR值将下降。为了计算电容的ESR，我们需要一些其他的东西，而不是一个标准的电容仪表，如ESR表。如果电容仪表是一个方便的设备，那么它将不会检测到增加ESR值的电容故障。

在非电解电容器或具有固体电解质的电容器中，引线的金属电阻，电极和电介质中的损耗是ESR的原因。通常，陶瓷电容器的ESR值在0.01至0.1欧姆之间。具有非固体电解质的铝和钽电解电容器具有非常高的ESR值，例如几欧姆。铝电解电容器的主要问题是，如果在该电路中使用的电容器的ESR值随着时间的推移而增加，则电路部件会损坏。

一般来说，聚合物电容器的ESR值小于相同值的电解(湿)电容器。因此聚合物电容器可以处理更高的纹波电流。一个电容可以作为一个滤波器有一个非常低的ESR额定值。电容器有能力储存电荷，即使充电电流不流过它。电视机、闪光灯和电容器组所用的电容器一般都是电解型电容器。根据经验法则，去掉电源后，大值电容器的引线必须永不接触。