电容的基本知识

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电容知识大全

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第1讲:电容的特性(隔直流通交流)
 电容器是一种能储存电荷的容器.它是由两片靠得较近的金属片,中间再隔以绝缘物质而组成的.按绝缘材料不同,可制成各种各样的电容器.如:云母.瓷介.纸介,电解电容器等.在构造上,又分为固定电容器和可变电容器.电容器对直流电阻力无穷大,即电容器具有隔直流作用.电容器对交流电的阻力受交流电频率影响,即相同容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗.为开幺会出现这些现象呢这是因为电容器是依靠它的充放电功能来工作的,如图1,电源开关s未合上时.电容器的两片金属板和其它普通金属板样是不带电的。

当开关S合上时,如图2所示,电容器正极板上的自由电子便被电源所吸引,并推送到负极板上面。

由于电容器两极板之间隔有绝缘材料,所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆积起来.正极板便因电子减少而带上正电,负极板便因电子逐渐增加而带上负电。

电容器两个极板之间便有了电位差,当这个电位差与电源电压相等时,电容器的充电就停上了.此时若将电源切断,电容器仍能保持充电电压。

对已充电的电容器,如果我们用导线将两个极板连接起来,由于两极板间存在的电位差,电子便会通过导线,回到正极板上,直至两极板间的电位差为零.电容器又恢复到不带电的中性状态,导线中也就没电流了.电容器的放电过程如图3所示.加在电容器两个极板上的交流电频率高,电容器的充放电次数增多;充放电电流也就增强;也就是说.电容器对于频率高的交流电的阻碍作用就减小,即容抗小,反之电容器对频率低的交流电产生的容抗大.对于同一频率的交流电电.电容器的容量越大,容抗就越小,容量越小,容抗就越大.。

电容的基础知识

电容的基础知识

电容的基础知识电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。

由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。

按介质材料可分为: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。

我们最常见到的就是电解电容。

电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐二、电容的符号电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法,但电容符号在国内和国际表示都差不多,唯一的区别就是在有极性电容上,国内的是一个空筐下面一根横线,而国际的就是普通电容加一个"+"符号代表正极。

三、电容的单位电阻的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、pF(皮法),另外还有一个用的比较少的单位,那就是:nF(),由于电容 F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位,而不是F的单位。

他们之间的具体换算如下:1F=1000000μF1μF=1000nF=1000000pF五、电容的耐压单位:V(伏特)每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。

普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

六、电容的种类电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电七、电容的标称及识别方法1. 由于电容体积要比电阻大,所以一般都使用直接标称法。

如果数字是0.001,那它代表的是0.001uF=1nF,如果是10n,那么就是10nF,同样100p就是100pF。

电容的基本知识概述

电容的基本知识概述

电容的基本知识概述1. 什么是电容电容是一种电子元件,用于储存电荷并在电路中存储电能。

它由两个导体之间的绝缘介质隔开,形成一个电容器。

电容器的两个导体称为电容器的极板,而介质则称为电容器的介质。

2. 电容的单位和符号电容的单位是法拉(Farad),常用的子单位有微法(microfarad,缩写为uF)和毫法(millifarad,缩写为mF)。

电容的符号常用C 表示。

3. 电容的工作原理电容的工作原理基于电场的存储和释放。

当电容器处于充电状态时,电荷会在极板之间的介质中积累。

这会导致极板之间产生电场。

在电容器充电的过程中,电荷会逐渐积累到极板上,电场也逐渐增大。

当充电完成后,电容器存储的电能与电场的能量成正比。

当电容器需要释放储存的电能时,连接在电容器两个极板之间的电路会提供一条路径,让电荷从一个极板流向另一个极板。

这个过程会导致电场的消失,释放出储存的电能。

4. 电容的容量和电压电容的容量是指电容器储存电荷的能力。

它与电容器的几个因素有关,包括极板的面积、极板之间的距离和介质的介电常数。

容量越大,电容器储存电荷的能力越强。

电容的电压是指电容器能够承受的最大电压。

当电容器的电压超过这个限制时,电容器可能会被击穿并损毁。

5. 电容器的应用电容器在各种电子设备中广泛应用。

以下是一些常见的应用领域:•衰减滤波器:电容器可以用于滤波器电路,用于去除电路中的高频噪声。

•能量储存:电容器可以储存电能并在需要时释放出来,例如在相机的闪光灯中。

•信号耦合:在放大器和放大电路中,电容器可以用于将信号耦合到下一个级别的电路中。

•直流阻隔:电容器可以阻止直流信号通过,只允许交流信号通过。

•脉冲耦合:在数字电路中,电容器可以用于将脉冲信号从一个电路传输到另一个电路。

6. 常见的电容器类型6.1 电解电容器电解电容器是一种常见的电容器类型,它的极板由涂有电解质的金属箔组成。

电解电容器通常具有较高的容量和较低的成本,但其极性需要注意。

《电容》 知识清单

《电容》 知识清单

《电容》知识清单一、电容的定义和基本原理在电学中,电容是一个非常重要的概念。

简单来说,电容是指在给定电位差下储存电荷的能力。

它就像是一个电荷的“仓库”,可以储存和释放电荷。

从原理上讲,电容是由两个导体(通常称为极板)中间隔以绝缘介质(如云母、陶瓷、塑料薄膜等)构成的。

当在两个极板上加上电压时,极板上就会积累电荷。

打个比方,如果把电荷比作水,那么电容就像是一个水池。

电压就像是给水池注水的压力,而电容的大小则决定了这个水池能容纳多少水。

二、电容的单位电容的单位是法拉(F),但在实际应用中,法拉这个单位太大了,常用的单位有微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)。

1 法拉= 1000000 微法1 微法= 1000 纳法1 纳法= 1000 皮法三、电容的分类电容的种类繁多,可以按照不同的方式进行分类。

1、按介质材料分类电解电容:电解电容有极性,容量大,通常用于电源滤波等场合。

常见的有铝电解电容和钽电解电容。

陶瓷电容:陶瓷电容无极性,稳定性好,常用于高频电路。

云母电容:具有高稳定性和高精度,常用于对稳定性要求较高的场合。

薄膜电容:包括聚酯薄膜电容和聚丙烯薄膜电容等,具有较好的特性,适用于各种电路。

2、按容量是否可变分类固定电容:其电容值在制造时就已经确定,不能改变。

可变电容:通过调节其结构,可以改变电容值,常用于收音机等调谐电路。

四、电容的主要参数1、电容值这是电容最重要的参数之一,表示电容储存电荷的能力。

2、耐压值指电容能够承受的最大电压,超过这个电压,电容可能会被击穿损坏。

3、损耗角正切反映电容在工作时能量的损耗程度。

4、温度系数表示电容值随温度变化的程度。

五、电容在电路中的作用1、滤波在电源电路中,电容可以滤除电源中的交流成分,使输出的直流电压更加平滑稳定。

2、耦合在信号传输中,电容可以让交流信号通过,同时阻隔直流信号,实现前后级电路的耦合。

3、旁路将电路中的高频噪声旁路到地,减少对电路的干扰。

电容电阻知识点总结

电容电阻知识点总结

电容电阻知识点总结一、电容的基本知识1.1 电容的定义电容是电路中一种用来储存电荷的元件,通常用C来表示,单位为法拉(F)。

电容的定义是指在给定电压条件下储存的电荷量与电压的比值,即C = Q/V其中,C为电容,Q为储存的电荷量,V为电压。

1.2 电容的物理原理电容的物理原理是利用两个接近的导体之间的电场来储存电荷。

当两个导体接近但不接触时,它们之间会存在电场,这样就形成了一个电容。

电容的大小主要取决于两个导体之间的距离和面积,以及介质的性质。

1.3 电容的基本特性电容的基本特性包括容量、电压、电荷和能量存储。

电容的容量决定了它能够储存的电荷量,而电压则决定了电容上储存的电荷量的多少,即Q = C*V其中,Q为电容上的电荷量,C为电容,V为电压。

1.4 电容的常见类型电容主要包括固定电容和可变电容两种类型。

固定电容是指其容量固定不变的电容器,而可变电容则是指其容量可以调节的电容器,通常用在调节频率和振荡器电路中。

此外,电容还有极性和非极性之分,极性电容需要注意极性,而非极性电容则不需要。

1.5 电容的应用电容在电路中有着广泛的应用,可以用来滤波、积分、微分、存储能量等。

同时,电容还可以用来制造各种振荡器、滤波器、调谐电路、定时电路等。

二、电阻的基本知识2.1 电阻的定义电阻是电路中一种用来阻碍电流流过的元件,通常用R来表示,单位为欧姆(Ω)。

电阻的定义是指在给定电压条件下通过电阻的电流与电压的比值,即R = V/I其中,R为电阻,V为电压,I为电流。

2.2 电阻的物理原理电阻的物理原理是利用材料的电阻性质来阻碍电流的流动。

当电流通过电阻时,会产生热量,同时也会转化成其他形式的能量,从而导致电流的衰减。

电阻的大小主要取决于材料的电阻率、长度和截面积。

2.3 电阻的基本特性电阻的基本特性包括阻值、电流、电压和功率。

电阻的阻值决定了它对电流的阻碍程度,而通过电阻的电流和电压之间的关系可以根据欧姆定律进行描述,即V = I*R其中,V为电压,I为电流,R为电阻。

电容知识大全

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电容电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下的电荷储藏量,记为C,国际了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容。

因电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,所以广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。

电容从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质,可能电荷会永久存在,这是它的特征,它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。

主要用于电源滤波、信在电路学里,给定电势差,电容器储存电荷的能力,称为电容(capacitance),标记电容的符号是C。

C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U在国际单位制里,电容的单位是法拉,简称法,符号是F,由于法拉这个单位太大,所以常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等,换算关系是:1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。

电容与电池容量的关系:w=0.5cuu相关公式一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法,即:C=Q/U 但电容的大小不是由Q(带电量)或U(电压)决定的,即:C=εS/4πkd 。

其中,ε是一个常数,S为电容极板的正对面积,d为电容极板的距离,k则是静电力常量。

常见的平行板电容器,电容为C=εS/d(ε为极板间介质的介电常数,S为极板面积,d为极板间的距离)。

定义式:C=Q/U电容器的电势能计算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C多电容器并联计算公式:C=C1+C2+C3+…+Cn多电容器串联计算公式:1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn三电容器串联:C=(C1*C2*C3)/(C1*C2+C2*C3+C1*C3)理论简介电容是指容纳电场的能力。

任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场就有电容,电容是用静电场描述的。

电容基础知识

电容基础知识

§1-3 电容器很多电子产品中,电容器都是必不可少的电子元器件,它是一种储能元件,在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时等。

一、电容器与电容量1.电容器电容器就是储存电荷的容器。

在两个导体之间隔以绝缘物即可构成一个电容器。

这两个导体叫做电容器的极板,而中间的绝缘物称为介质。

电容器的图形符”,文字符号为“C ”。

为了衡量电容器储存电荷本领的大小,引入电容量这一物理量,其定义为:电容器任一极板上所储存的电荷量Q 与两极板间电压U 的比值,叫做电容器的电容量,用符号“C ”表示。

即:C =U q (1-11) 式中 q ——任一极板上的电荷量,C ;U ——两极板间的电压,V ;C ——电容量,F 。

在实际使用中,一般电容器的电容量都比较小,因而常用比较小的单位,如微法(μF )、纳法(nF )和皮法(pF )。

它们之间的换算关系为:1μF =10-6 F1nF =10-9 F1pF =10-12 F使电容器带电的过程称为充电,使电容器失去电荷的过程称为放电。

电容器和电容量通常都被称为电容,但两者的意义不同。

前者表示元件的名称,后者表示物理量的名称。

电容器制造好以后,电容量就是一个定值。

但不只是成品电容器中才有电容量,实际上任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体之间都存在有一定的电容量。

二、电容器的种类和额定值1.电容器的种类电容的种类有很多,从原理上可以分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等;从材料上可以分为:CBB电容(聚乙烯),涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等;从容量是否可调可以分为:固定电容器、可变电容器、微调电容器等。

常用的几种电容器如图1-17所示。

图1-17 常用的几种电容器2. 电容器的主要性能指标电容器的性能指标有标称容量、允许误差、额定工作电压、介质损耗和稳定性等。

其中最主要的指标是电容量、允许误差和额定工作电压,一般都直接标在成品电容器的外壳上,常称为电容器的标称值。

adso 电容手册

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adso 电容手册ADSO电容手册——深入了解电容的基本知识和应用场景电容是电子元器件中常见的被动元器件之一,广泛应用于电路中的储存和调节电能的部分。

ADSO电容手册为您提供了关于电容的基本知识和应用场景的详细信息,帮助您更好地理解和使用电容。

一、电容的基本知识1. 电容的定义:电容是两个导体之间由于电荷的积聚而形成的电场储能元件。

它由两个电极和电介质组成。

2. 电容的单位:电容的单位是法拉(F)。

常用的子单位有微法(μF)和皮法(pF)。

3. 电容的参数:常见的电容参数有电容值、工作电压、耐久性等。

在选择电容时,需要根据具体应用需求合理选择相应的参数。

二、电容的应用场景1. 滤波电容:在电源滤波电路中,电容可以对电源波形进行滤波,去除电源中的高频噪声和纹波。

2. 电路储能:电容可以在电路中储存电能,并在需要时释放。

这在某些低功耗设备的设计中尤为重要。

3. 信号耦合:电容可以实现信号的耦合和隔离。

在放大器电路中,电容常用作耦合电容,将信号传递到下一级放大器。

4. 时序控制和脉冲处理:电容的充放电特性可用于实现时序控制和脉冲处理,如触发器和时钟电路。

5. 隔直电容:隔直电容常用于交流耦合、阻直和直流耦合放大器电路中,以去除直流偏置。

三、ADSO电容手册的特点1. 全面的内容:ADSO电容手册提供了电容的基本知识和应用场景的全面介绍,包括电容的类型、选择、安装和评估等方面的知识。

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电容基本知识

电容基本知识

来恩伟业(鹤壁)电子科技有限责任公司第1页 共1页电容基本知识1. 电容器的工作温度超过额定温度小于上限温度(亦称为最高温度,指电容器仍可维持运作的最高温度)时,应对电容器降额使用。

电压降额系数为1.25%每摄氏度。

如额定温度85℃,工作温度105℃,最大工作电压为U(105℃)=(1-( 105-85)*1.25%)U R =0.75 U R 。

2. 热点温度(Hotspot ):电容器内部最热点温度。

温升:电容器热点温度和电容器周围环境温度的差值。

在负载状态下,环温和温升之和(即热点温度)不能超过上限温度。

3. 纹波电流(热稳定测试中的电流)和热点温度:Hotspot=amb+I 2×ESR ×R TH热阻是散热界面的一个特性,简单理解是:发热元件经过散热器向外界散热,假如环境温度(ambient temperature )是25摄氏度,散热系统的热阻(R TH )是2,元器件的功率(I 2×ESR)是15,那么元器件的温度就会在25+15*2=55附近。

4. 电容器允许的峰值电流(耐久性试验中的1000次电弧开关放电试验电流)I PEAK =C ×(dU/dt),单位A= μF ×(V/μs),影响因素:介质材料、介质宽度、电极材料、引出方式、内部结构和外形尺寸。

5. 电容器等效电路图共振频率f 0=LC14.3*21; 短路放电中电流为冲击电流, 为保证电容器的稳定性,最 根据此时放电波形计算频率, 大工作频率为1/3—1/2 f 0。

进而计算电感L 。

6. 方块电阻Ω/□=R/λ。

Ω/□为方块电阻Ω;R 为被测量金属镀层的电阻Ω;λ试样有效长度与宽度的比值。

取5次结果的平均值为有效值。

7. 镀层厚度d =ρ/(Ω/□),d 为金属镀层厚度mm; ρ电阻率10-3Ω•mm 2/mm 。

8. tg δ=ESR ×2πf ×C 损耗功率P D =U 2×2πfC ×tg δ×1000 ----mw=v 2×2πHzF ×1000容量 100℃>损耗>20℃ ESR 绝缘电阻温度 ↑ ↓ 略微降低 ↓工作频率 ↑ ↓ ↑ ↓湿度 ↑ 略微增大 可能增加 ↓9. 工作电压(working voltage )为绝对安全值;根据国际IEC 384-4规定,低于315V 时,Vs=1.15×Vr ;高于315V 时,Vs=1.1×Vr 。

电容的基本知识概述

电容的基本知识概述

电容的基本知识概述电容是电学领域中的基本元件之一。

它的主要作用就是在电路中存储电荷,并且在电路中起到了配合和调节电流的作用。

在本文中,我们将对电容的基本知识进行概述,并且对电容的分类、特点、应用场景以及如何进行电容的选择等方面进行分析。

一、电容的基本概念电容是指当两个导体之间存在电位差时,在导体间存在的电荷与电位差比值的物理参数。

从结构上来看,电容是由两个绝缘材料之间的电介质和连接的两个导电体构成的。

当有电压,在这两个导电体上形成一定量的电荷,而电荷量的大小取决于电容的电容值。

在电路中,电容与电阻、电感共同组成了电学元件中的三要素。

二、电容的分类从电容器的电介质来看,电容可以分为两种:电解电容和非电解电容。

电解电容是电容器的极板上涂上了一层氧化物,并且这一涂层会与极板的金属反应,最终成为一层极薄的电介质。

而非电解电容则是不需要涂层金属,可以采用多种材料做为电介质,如纸介电容、聚酯薄膜电容、聚酰亚胺电容以及多层陶瓷电容等。

从电容器的外形尺寸来看,电容可以分为盘式电容、柱式电容、方形电容、固态电容等。

其中盘式电容通常应用于高容量、低电压的场合,而柱式电容通常应用于高电压场合。

从电容器的结构来看,电容可以分为一般电容和调节电容。

调节电容是由可变电容组成的,它在原有的容量基础上可以进行一定范围的调节,从而满足电路中的需要。

而一般电容是具有固定容量的电容器。

三、电容的特点1. 电容对于频率的响应与电容的大小成正比,对于电容中储存的电荷量也成正比。

2. 电容的电压和电荷量和寿命均与工作温度密切相关。

当温度升高时,电容的电容值会降低,而电压容量和寿命都会缩短。

3. 电容上的电荷一旦存在,即便是断电状态,电容器中还是会保有这些电荷,只有通过电路的方法才能去除电荷。

4. 电容一般是具有直流阻抗,但是也存在一定的交流电阻,随着频率的升高,一些电容所表现出来的特殊性质,比如被视为“理想电容”的效果,会被削弱。

四、电容的应用场景1. 电源滤波:电容可以在电源线中去除高频噪声。

电容器基础必学知识点

电容器基础必学知识点

电容器基础必学知识点
以下是电容器基础必学的知识点:
1. 电容器的定义:电容器是由两个导体之间夹着一层绝缘介质而形成
的电气装置,能够存储电荷并产生电场。

2. 电容器的符号和单位:电容器的电路图符号是两个平行的平行线,
之间有一个字母C表示。

电容的单位是法拉(F)。

3. 电容器的原理:电容器由两个导体板和之间的绝缘介质组成。

当电
压施加在电容器的两个导体板上时,会在两个导体板之间产生电场,
导致电荷在两个导体板上积聚。

4. 电容量:电容器的电容量是指在给定电压下,电容器可以存储的电
荷量,用单位电压下存储的电荷量(库仑/Coulomb)表示。

电容器的
电容量与电容器的尺寸、导体板的面积和导体板之间的距离有关。

5. 电容器的充放电:当电容器与电源连接时,电容器会逐渐充电。


电过程是指电荷从电源流向电容器的导体板,直到达到电容器的电压。

当电容器断开与电源的连接时,电容器会逐渐放电,即电荷从电容器
的导体板流向外部电路。

6. 电容器的串并联:电容器可以串联连接和并联连接。

串联连接时,
电容器的电容量等效为求和;并联连接时,电容器的电容量等效为求和。

7. 电容器的能量:电容器存储的能量与电容量和电压的平方成正比。

电容器的能量可以通过以下公式计算:能量(Joule)= 0.5 x 电容量
(法拉)x 电压(伏特)的平方。

以上是电容器基础必学的知识点,这些知识点对于理解电容器的原理和应用非常重要。

电容基础知识讲解

电容基础知识讲解

电容基础知识讲解电容由两块金属板或箔片组成,之间通常会填充电介质,如空气、聚乙烯或氧化铝。

这两块金属板具有等量的正负电荷,在不同电位差之间产生电场,导致两块金属板之间产生电压。

当电容器接入电路中时,它可以存储电荷和释放电荷,从而形成电压和电流的变化。

电容的大小用法方程C=Q/V表示,其中C代表电容的大小,单位为法拉(F),Q代表电容器存储的电荷量,单位为库仑(C),V代表电容器的电压,单位为伏特(V)。

在电路中,电容通常用来稳定电压、滤波、延时、耦合和换能等作用。

它可以在直流和交流电路中起到不同的作用,是电子电路中不可或缺的重要元件之一。

总的来说,电容是一种用来存储电荷并在电路中实现储能、调节和控制的元件,其原理简单而作用广泛,在电子领域中应用非常广泛。

电容是一种广泛应用于电子电路中的passives 元件,具有便携、轻便、价格低廉等优点,因此在各种电子设备中被广泛应用,如电源电路、放大器、滤波器、振荡器等领域。

电容有两种基本类型:极性电容和非极性电容。

极性电容必须正确连接在电路中,以确保正极连接到正电压,负极连接到负电压。

而非极性电容则没有方向性。

电容的大小可以从几皮法到几百或几千法拉不等,取决于电路的需求。

在不同的电路中,需要使用不同类型和容量的电容来实现所需的功能。

在电子电路中,电容器的主要功能如下:1. 电容充电和放电:当电容器连接到电压源时,会充电直至达到与电压源相同的电压,并且可以在断开电压源后保存并释放电荷。

2. 滤波器:电容可以在电路中用作滤波器,去除电源中的高频噪声或稳定电压,使电子设备工作更加稳定。

3. 时延器:电容还可以用作时延器,通过结合电阻和电容的RC电路,使得电路在特定时间内产生响应,适用于一些需要延时激活的情况。

4. 耦合电容:在放大器电路中,耦合电容被用于将交流信号耦合到下一个阶段,同时阻隔直流偏置电压。

在实际应用中,选择合适的电容器对于电子设备的性能和稳定性至关重要。

大学中电容的知识点总结

大学中电容的知识点总结

大学中电容的知识点总结一、电容的基本原理电容是一种能够储存电能的元件,其基本原理是两个导体之间存在电场,在外加电压的作用下,会在导体上产生等效的电荷积累,从而形成电容。

两个导体之间的电场会导致正负电荷的分布,而储存在其中的电荷是与外加电压成正比的关系。

电容的基本原理可以用下式表示:C=Q/V其中,C表示电容的大小,单位为法拉(F),Q表示电荷的大小,单位为库仑(C),V表示电压的大小,单位为伏特(V)。

这个公式表明,电容大小与电荷量成正比,与电压成反比。

二、电容的性质1. 电容的存储能量电容器是一种能够存储电能的元件,其存储能量的大小与电容的大小和电压的平方成正比。

电容器的储能公式为:W=1/2CV^2其中,W表示存储能量,单位为焦耳(J),C表示电容的大小,单位为法拉(F),V表示电压,单位为伏特(V)。

由此可见,电容的存储能量与电容的大小和电压的平方成正比。

2. 电容的频率特性电容的频率特性是指在不同的频率下,电容元件的电阻特性的表现。

当频率比较高时,电容器的电阻较小,可以将交流信号通过;当频率比较低时,电容器的电阻比较大,可以将直流信号通过。

电容器的频率特性可以通过复数形式的阻抗Z来表示,其公式为:Z=1/jωC其中,Z表示电容器的阻抗,j表示虚数单位,ω表示角频率,C表示电容的大小。

这个公式表示,电容器的阻抗与频率成反比,频率越高,阻抗越小。

3. 电容的时域特性电容器在直流和交流信号中有不同的响应。

在直流信号中,电容器会储存电能,形成电压差。

在交流信号中,电容器会根据信号的频率产生相位差,并且导致电流和电压之间的相关性。

电容在时域中有不同的响应,需要根据不同的应用进行合理选择。

三、电容的类型1. 固定电容固定电容是一种电容器,其电容值是固定不变的。

固定电容主要有瓷片电容、铝电解电容、塑料薄膜电容等。

这些电容器广泛应用于各种电子设备中,具有稳定性高、体积小、寿命长等特点。

2. 可变电容可变电容是一种电容器,其电容值可以根据外界条件进行调整。

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电容一、电容的应用:(一)电容在电源上的主要用途:去耦、旁路和储能。

(二)电容的使用可以解决很多EMC问题。

二、电容分类(一)按材质分1.铝质电解电容通常是在绝缘薄层之间以螺旋状绕缠金属箔而制成,这样可以在电位体积内得到较大的电容值,但也使得该部分的内部感抗增加。

2.钽电容由一块带直板和引脚连接点的绝缘体制成,其内部感抗低于铝电解电容。

3.陶瓷电容结构是在陶瓷绝缘体中包含多个平行的金属片。

其主要寄生为片结构的感抗,并且低于MHz的区域造成阻抗。

应用描述:铝质电解电容和钽电解电容适用于低频终端,主要是存储器和低频滤波器领域。

在中频范围内(从KHz到MHz),陶质电容比较适合,常用于去耦电路和高频滤波.特殊的低损耗陶质电容和云母电容适合月甚高频应用和微波电路。

为了得到最好的EMC特性,电容具有低的ESR(等效串联电阻)值是很重要的,因为它会对信号造成大的衰减,特别是在应用频率接近电容谐振频率场合(二)按作用分类1.旁路电容电源的第一道抗噪防线是旁路电容。

主要是通过产生AC旁路,消除不想要的RF能量,避免干扰敏感电路。

通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电,旁路电容消除了电源电压的波动。

旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道,在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。

要选择最合适的旁路电容,我们要先回答四个问题:(1)需要多大容值的旁路电容(2)如何放置旁路电容以使其产生最大功效(3)要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态,应选择何种类型的旁路电容?(4)隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适?(这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。

)其中第二个问题最容易回答,旁边电容应尽可能靠近每个芯片电源引脚来放置。

距离电源引脚越远就等同于增加串联电感,这样会降低旁路电容的自谐振频率(使有效带宽降低)。

通常旁路电容的值都是依惯例或典型值来选取的。

例如,常用的容值是1μF 和0.1μF。

简单的说,将大电容作为低频和大电流电路的旁路,而小电容作为高频旁路。

旁路电容主要功能是产生一个交流分路,从而消去进入易感区的那些不需要的能量。

旁路电容一般作为高频旁路电容来减小对电源模块的瞬态电流需求。

通常铝电解电容和胆电容比较适合作旁路电容,其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求,一般在10至470μF范围内。

若PCB板上有许多集成电路、高速开关电路和具有长引线的电源,则应选择大容量的电容。

2.去耦电容去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。

而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。

主要是为器件提供信号状态在高速切换时所需要的瞬间电流,避免射频能量进入配电网络,为器件提供局部化的直流电压源。

去耦电容一般都采用高速电容。

高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC 到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。

而去耦电容可以弥补此不足,这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因。

(在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。

)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。

去耦电容主要功能是提供一个局部的直流电源器件,以减少开关噪声在板上的传播和噪声引导到地。

在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。

实际上,旁路电容和去耦电容都应尽可能的靠近电源输入处以帮助滤除高频噪声。

去耦电容的取值大约是旁路电容的1/100到1/1000。

为了得到更好的EMC特性,去耦电容还应尽可能地靠近每个集成块(IC),因为布线阻抗将减小去耦电容的效力。

陶瓷电容常被用来去耦,其值决定于最快信号的上升时间和下降时间。

例如,对一个 33MHz 的时钟信号,可使用4.7nF到100nF的电容;对一个100MHz时钟信号,可使用10nF的电容。

选择去耦电容时,除了考虑电容值外,ESR值也会影响去耦能力。

为了去耦,应该选择ESR值低于1欧姆的电容。

去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。

去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。

去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。

例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。

配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法,配置原则如下:(1)电源输入端跨接一个10~100uF 的电解电容器,如果印制电路板的位置允许,采用100uF 以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。

(2)为每个集成电路芯片配置一个0.01uF 的陶瓷电容器。

如遇到印制电路板空间小而装不下时,可每4~10 个芯片配置一个1~10uF 钽电解电容器,这种器件的高频阻抗特别小,在500kHz~20MHz 范围内阻抗小于1Ω,而且漏电流很小(0.5uA 以下)。

例:10nF的去耦电容,在1GHz频率时的阻抗为多少? Xc=1/ωc=1/2πf*c=1/2*3.14*1GHz*10nF=0.016Ω.储能电容,主要用于保持器件DC电压和电流恒定。

储能电容一般采用10uF 的电解电容或钽电容。

3.滤波电容滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。

使输出的直流更平滑。

4.旁路电容和去耦电容的区别旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。

高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大. 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。

旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。

这主要是通过产生AC 旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。

我们经常看到在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。

在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。

对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。

去耦电容的引线不能过长,特别是高频旁路电容不能带引线。

说到电容,各种各样的叫法就会让人头晕目眩,旁路电容,去耦电容,滤波电容等等,其实无论如何称呼,它的原理都是一样的,即利用对交流信号呈现低阻抗的特性,这一点可以通过电容的等效阻抗公式看出来:Xcap=1/2лfC,工作频率越高,电容值越大则电容的阻抗越小。

在电路中,如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路,就称为旁路电容;如果主要是为了增加电源和地的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以称为去耦电容;如果用于滤波电路中,那么又可以称为滤波电容;除此以外,对于直流电压,电容器还可作为电路储能,利用冲放电起到电池的作用。

而实际情况中,往往电容的作用是多方面的,我们大可不必花太多的心思考虑如何定义。

本文里,我们统一把这些应用于高速PCB设计中的电容都称为旁路电容. 两者的区别:从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。

如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。

这就是耦合。

去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。

旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。

高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。

旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。

这应该是他们的本质区别。

在一个大的电容上还并联一个小电容的原因大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。

大家知道,电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。

而一些小容量电容则刚刚相反,由于容量小,因此体积可以做得很小(缩短了引线,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。

所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。

常使用的小电容为0.1uF的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF,几百pF的。

而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。

LC 电路PCB 设计中模拟电源处的滤波经常是用LC 电路。

但是为什么有时LC 比RC 滤波效果差?答:LC 与RC 滤波效果的比较必须考虑所要滤掉的频带与电感值的选择是否恰当。

因为电感的感抗(reactance)大小与电感值和频率有关。

如果电源的噪声频率较低,而电感值又不够大,这时滤波效果可能不如RC。

但是,使用RC 滤波要付出的代价是电阻本身会耗能,效率较差,且要注意所选电阻能承受的功率。

请问怎样才能去除IC 中的电磁干扰?答:IC 受到的电磁干扰,主要是来自静电(ESD)。

解决IC 免受ESD 干扰,一方面在布板时候要考虑ESD(以及EMI)的问题,另一方面要考虑增加器件进行ESD 保护。

目前有两种器件:压敏电阻(Varistor)和瞬态电压抑制器TVS (Transient Voltage Suppressor)。

前者由氧化锌构成,响应速度相对慢,电压抑制相对差,而且每受一次ESD 冲击,就会老化,直到失效。

而TVS 是半导体制成,响应速度快,电压抑制好,可以无限次使用。

从成本角度看,压敏电阻成本要比TVS 低。

设计屏蔽机箱时,根据哪些因素选择屏蔽材料?答:从电磁屏蔽的角度考虑,主要要考虑所屏蔽的电场波的种类。

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