电容的测量方法与详细单位换算

电容的测量方法与详细单位换算
电容是板卡设计中必用的元件，其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一个很重要的方面.
①电容的功能和表示方法。

由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成.电容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐.电容在电路中用“C"加数字表示,比如C8,表示在电路中编号为8的电容。

②电容的分类。

电容按介质不同分为：气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。

按极性分为:有极性电容和无极性电容。

按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。

③电容的容量.
电容容量表示能贮存电能的大小。

电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，容抗与交流信号的频率和电容量有关,容抗XC=1/2πf c （f表示交流信号的频率,C表示电容容量)。

④电容的容量单位和耐压。

电容的基本单位是F（法），其它单位还有：毫法（mF)、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）.由于单位F 的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。

换算关系:1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF.
每一个电容都有它的耐压值，用V表示。

一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。

有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

⑤电容的标注方法和容量误差。

电容的标注方法分为:直标法、色标法和数标法.对于体积比较大的电容，多采用直标法。

如果是0。

005，表示0。

005uF=5nF。

如果是5n，那就表示的是5nF。

数标法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10的多少次方.如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203表示20x10x10x10 PF。

色标法，沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数(单位为pF）。

颜色代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9.
电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示，允许误差分别对应为±1%、±2％、±5%、±10%、±15％、±20％。

⑥电容的正负极区分和测量.
电容上面有标志的黑块为负极.在PCB上电容位置上有两个半圆,涂颜色的半圆对应的引脚为负极.也有用引脚长短来区别正负极长脚为正,短脚为负。

当我们不知道电容的正负极时，可以用万用表来测量.电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体,它的电阻也不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。

电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。

只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔),负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时,电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。

反之，则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小）。

这样，我们先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红表笔相接,记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），对于数字万用表来说可以直接读出读数.然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对调，重新进行测量。

两次测量中，表针最后停留的位置靠左(或阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极.
⑦电容使用的一些经验及来四个误区。

一些经验：在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容。

通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围.如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。

电容的工作电压不能超过其额定电压.在进行电容的焊接的时候,电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离,以防止过热造成塑料套管破裂.并且焊接时间不应超过10秒,焊接温度不应超过260摄氏度。

四个误区：
●电容容量越大越好。

很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容.我们知道虽然电容越大，为IC提供的电流补偿的能力越强。

且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加成本的同时还影响空气流动和散热。

关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回路会在某个频点上发生谐振。

在谐振点，电容的阻抗小.因此放电回路的阻抗最小，补充能量的效果也最好。

但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加，电容提供电流能力便开始下降.电容的容值越大，谐振频率越低,电容能有效补偿电流的频率范围也越小。

从保证电容提供高频电流的能力的角度来说,电容越大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的。

●同样容量的电容，并联越多的小电容越好,
耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数，对于ESR自然是越低越好。

ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。

当电压固定时候，容量越大，ESR越低。

在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR越低，效果越好。

理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联,效果并不一定突出。

●ESR越低，效果越好。

结合我们上面的提高的供电电路来说,对于输入电容来说，输入电容的容量要大一点。

相对容量的要求，对ESR的要求可以适当的降低。

因为输入电容主要是耐压,其次是吸收MOSFET的开关脉冲。

对于输出电容来说,耐压的要求和容量可以适当的降低一点.ESR 的要求则高一点,因为这里要保证的是足够的电流通过量.但这里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振荡。

而消振电路复杂同时会导致成本的增加。

板卡设计中,这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致成本的增加。

●好电容代表着高品质。

“唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点。

在板卡设计中,电路设计水平是关键。

和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容,不一定能做出好产品。

衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大。

电子技术基础知识（基本名词解释和单位换算)
什么叫交流电?什么叫直流电?
电流的方向和大小随时间周期性变化的电流叫交流电。

我们生活用电和发电厂发的电都是交流电。

直流电方向和大小固定不变.如各种电池直流发电机提供的电源都是直流电.
什么叫频率？频率的单位是什么
物体完成全振动的次数叫频率，频率的单位是赫芝符号是HZ 。

1000HZ=1KHZ;1000KHZ=1MHZ
什么叫并联什么叫串联
将用电器并列联接起来叫并联,我们的电灯和其它电器都是并联,将用电器依次联接起来叫串联，
三相四线制
发电厂发的电是三相交流电，将每个线圈的尾端接在一起线就构成了三相四线制这样省了两条导线.
电流电荷在电路中沿着一定方向移动,电路中就有了电流,电荷的定向移动形成电流.
符号： I
符号名称: 安培（安）
单位: A
公式：电流=电压/电阻 I＝U/R
单位换算: 1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安）
1A（安）=1000mA(毫安）=1000000μA（微安）
电流的常用的单位是A,MA，μA它们之间是千进位.
电压符号 V
符号名称: 伏待
单位： V
公式: V=IR 有的书上电压用U表示.
电压的单位有KV=1000V MV=0.001V 它们之间是千进位.电阻是导体对电流的阻厚作用
符号: R
符号名称：欧姆
单位：大写的希腊字母欧米嘎
公式： R=V/R
比欧姆大的单位是千欧=1000欧姆兆欧=1000千欧
它们之间是千进位
电功电流通过用电器所做的功
符号: J
符号名称: 焦尔
单位: J
公式： W=UIt
焦尔这个单位太小，生活中常用度做电功的单位，就是平常所说的几度电,度在技术中叫千瓦时符号是KWh 就是电功率在1000瓦使用1小时。

等于3600000J
电功率电流在单位时间内所做的功叫电功率
符号: P
符号名称：瓦特
单位:W
公式:P=UI
单位换算: 1KW=1000W
电容两块不相连的金属板构成,能够储存电荷。

符号: F
符号名称：法垃
单位: F
1F=100000uF 1UF=100000PF(uuF)
感抗：交流电也可以通过线圈，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用,这个阻碍叫做感抗.电感量大，交流电难以通过线圈,说明电感量大,电感的阻碍作用大；交流电的频率高，交流电也难以通过线圈，说明频率高，电感的阻碍作用也大.实验证明，感抗和电感成正比，和频率也成正比.如果感抗用XL表示，电感用L表示,频率用f表示，那么XL=2πfL感抗的单位是欧.知道了交流电的频率f和线圈的电感L，就可以用上式把感抗计算出来.
阻抗：具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。

阻抗常用Z表示。

阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加.如果三者是串联的，又知道交流电的频率f、电阻R、电感L和电容C，那么串联电路的阻抗阻抗的单位是欧。

对于一个具体电路,阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。

在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。

也就是阻抗减小到最小值。

在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。

相位:相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量。

交流电的大小和方向是随时间变化的。

比如正弦交流电流,它的公式是
i=Isin2πft.i是交流电流的瞬时值，I是交流电流的最大值，f是交流电的频率，t是时间。

随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零.在三角函数中2πft相当于角度,它反映了交流电任何时刻所处的状态，是在增大还是在减小,是正的还是负的等等.因此把2πft叫做相位，或者叫做相。

如果t等于零的时候,i 并不等于零，公式应该改成i=Isin（2πft+ψ）。

那么2πft+ψ叫做相位，ψ叫做初相位，或者叫做初相。

相位差：两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差。

这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个。

例如研究加在电路上的交流电压和通过这个电路的交流电流的相位差。

如果电路是纯电阻,那么交流电压和电流电流的相位差等于零。

也就是说交流电压等于零的时候，交流电流也等于零，交流电压变到最大值的时候，交流电流也变到最大值。

这种情况叫做同相位，或者叫做同相。

如果电路含有电感和电容，交流电压和交流电流的相位差一般是不等于零的，也就是说一般是不同相的，或者电压超前于电流，或者电流超前于电压。

加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两者的相位差正好等于180°。

这种情况叫做反相位，或者叫做反相.
1、电阻率-——又叫电阻系数或叫比电阻。

是衡量物质导电性能好坏的一个物理量，以字母ρ表示，单位为欧姆＊毫米平方/米。

在数值上等于用那种物质做的长1米截面积为1平方毫米的导线,在温度20C时的电阻值,电阻率越大，导电性能越低。

则物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高1C时，电阻率的增加与原来的电阻电阻率的比值，通常以字母α表示,单位为1/C。

2、电阻的温度系数--—-表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高1C时，电阻率的增加量与原来的电阻率的比值,通常以字母α表示，单位为1/C。

3、电导-—--物体传导电流的本领叫做电导。

在直流电路里，电导的数值就是电阻值的倒数，以字母ɡ表示，单位为欧姆。

4、电导率———-又叫电导系数，也是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。

大小在数值上是电阻率的倒数，以字母γ表示，单位为米/欧姆*毫米平方。

5、电动势—--—电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差，叫做电动势或者简称电势。

用字母E表示,单位为伏特。

6、自感—--—当闭合回路中的电流发生变化时,则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化,因此在回路中也将感应电动势，这现象称为自感现象,这种感应电动势叫自感电动势。

7、互感—-—-如果有两只线圈互相靠近，则其中第一只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈相环链.当第一线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中产生感应电动势。

这种现象叫做互感现象。

8、电感----自感与互感的统称。

9、感抗--—-交流电流过具有电感的电路时,电感有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做感抗，以Lx表示，Lx=2πfL。

10、容抗—--—交流电流过具有电容的电路时，电容有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做容抗，以Cx表示，Cx=1/12πfc.
11、脉动电流-—--大小随时间变化而方向不变的电流，叫做脉动电流。

12、振幅--—-交变电流在一个周期内出现的最大值叫振幅。

13、平均值———-交变电流的平均值是指在某段时间内流过电路的总电荷与该段时间的比值。

正弦量的平均值通常指正半周内的平均值，它与振幅值的关系：平均值=0。

637＊振幅值.
14、有效值——--在两个相同的电阻器件中，分别通过直流电和交流电，如果经过同一时间,它们发出的热量相等，那么就把此直流电的大小作为此交流电的有效值。

正弦电流的有效值等于其最大值的0.707倍.
15、有功功率-—--又叫平均功率。

交流电的瞬时功率不是一个恒定值,功率在一个周期内的平均值叫做有功功率,它是指在电路中电阻部分所消耗的功率，以字母P表示，单位瓦特。

16、视在功率—--—在具有电阻和电抗的电路内，电压与电流的乘积叫做视在功率,用字母Ps来表示，单位为瓦特。

17、无功功率——--在具有电感和电容的电路里，这些储能元件在半周期的时间里把电源能量变成磁场(或电场)的能量存起来,在另半周期的时间里对已存的磁场（或电场）能量送还给电源.它们只是与电源进行能量交换，并没有真正消耗能量。

我们把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率。

用字母Q表示，单位为芝。

18、功率因数————在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。

但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率)将小于视在功率。

有功功率与视在功率之比叫做功率因数,以COSφ表示.
19、相电压-———三相输电线(火线)与中性线间的电压叫相电压。

20、线电压---—三相输电线各线（火线）间的电压叫线电压，线电压的大小为相电压的1.73倍。

21、相量-—-—在电工学中，用以表示正弦量大小和相位的矢量叫相量，也叫做向量。

22、磁通—--—磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积叫做磁通,以字母φ表示，单位为麦克斯韦.
23、磁通密度---—单位面积上所通过的磁通大小叫磁通密度,以字母B表示，磁通密度和磁场感应强度在数值上是相等的。

24、磁阻————与电阻的含义相仿，磁阻是表示磁路对磁通所起的阻碍作用,以符号Rm表示,单位为1/亨.
25、导磁率--——又称导磁系数,是衡量物质的导磁性能的一个系数，以字母μ表示，单位是亨/米。

26、磁滞——--铁磁体在反复磁化的过程中，它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度,这种现象叫磁滞.
27、磁滞回线———-在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示,当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线如图1.
28、基本磁化曲线---—铁磁体的磁滞回线的形状是与磁感应强度（或磁场强度)的最大值有关,在画磁滞回线时，如果对磁感应强度（或磁场强度）最大值取不同的数值，就得到一系列的磁滞回线,连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线。

29、磁滞损耗———-放在交变磁场中的铁磁体,因磁滞现象而产生一些功率损耗，从而使铁磁体发热，这种损耗叫磁滞损耗。

30、击穿—-—绝缘物质在电场的作用下发生剧烈放电或导电的现象叫击穿.
31、介电常数-——又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母ε表示,单位为法/米。

32、电磁感应--—当环链着某一导体的磁通发生变化时，导体内就出现电动势,这种现象叫电磁感应。

33、趋肤效应-——又叫集肤效应，当高频电流通过导体时，电流将集中在导体表面流通，这种现象叫趋肤效应。