电容器基础知识资料(pdf 73页)

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3.3 介质击穿
在强电场中，电介质中的一部分失去极化特征而成 为导体，最后导致电介质的损坏（如晶格裂缝、氧 化、熔化等）现象，这种现象称为电介质的击穿现 象。电介质的击穿有三种形式，即热击穿、化学击 穿和电击穿。
热击穿是电介质的损耗引起的，当损耗所产生的热 量对于电介质向周围传递的热量时，电介质的温度 迅速上升，电导率随之增加，甚至导致电介质的热 损坏。所以，热击穿总是在电容器的最不好的地方 发生的。
IC
= C× du dt
（式
6）
物 理 意
义
电容器的储能为: A = 1 C • V2 （式 7）
2
单位是焦[耳]。这就是通常表示电容器所具有的储公式。
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dA = Vdq
2.1
A = ∫ Vdq
电
Q
W = A = ∫0 Vdq
容 的
dA
=
VABdq
=
q C
dq
物 理 意
C
=
q
U
－
A
U
B
（式 2）
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1.2
孤立导体实际上仍可以认为是电容器,但另一导体 什
在无限远处,且电位为零。因此，可以看到，所谓 么
“孤立导体”的电容器实际上还是两个导体之间的的 是
电容，与一般的电容不同的是，另一导体在无限远 处而已。但是电容毕竟是导体之间的特性。孤立导
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3.1 介质的相对介电系数
在物理学的实验中可以发现，对外界开路的并充以 电荷的两电容极板间的电场变小。这一现象表明， 插入介质的电容器的两极板间的电势减小，由（式1） 得知：在电容器的电荷量不变的条件下，电容极板间 电压减小的结果必然是电容量的增加。由此可知： 电容极板间插入介质可以增加电容量。为增加电容 量，通常要在电容的极板间加入相对介电系数较大 的介质。
什 么 是
表示。如果嫌法［拉］这个单位太大时，还可以用 电
mF、μF、nF、pF等较小的单位表示，他们相互 容
关系为：
1F = 103 mF = 106 μF = 109 nF = 1012 pF
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1.2 什么是电容器
电容器是什么？顾名思义，就是容纳电荷的器件。当
导体周围有其它物体存在时,这个导体的电容就会受
2006 . 9
电容器基础知识
(basic knowledge of capacitors)
（摘自《电容器及其应用》第1章）
编著 陈永真
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一、概 述 二、物理性质 三、介 质 四、基本特性 五、主要参数 六、参数的表示方式 七、电容器的命名
八、数据表 九、GB／T 2693－2001 简介
q = I • t （式 3）
当电流是变化的时候,(式3)应写为:
∫ q = idt （式 4）
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2.1
在一般的应用中,电容器的两极板间的电位差成为 电容器上的电压,用VC表示。这样由（式3）和
电 容
（式4）得到电容器电压与电流的关系:
的
∫ VC
=
1 C
idt （式 5）
电 容 器
体的电容器事实上是不存在的。
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二、物理性质
2.1 电容的物理意义 2.2 平板电容器的电容 2.3 卷绕电容器的电容
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2.1 电容的物理意义
电容器最基本的物理性质可以用（式2）表示，即电 容、电荷、电位差（电压）的关系。由这个关系以 及电荷和电流的关系还可以得到电路与电子学中最 常用的电压与电流的关系，即
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一、概 述
1.1 什么是电容 1.2 什么是电容器
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1.1 什么是电容
电容是什么？顾名思义，就是容纳电荷的能力。
对任何一个“孤立”的不受外界影响的导体来说，当导
体带电时，导体所带的电荷q与相应的电位U的比值
C，是一个与导体所带的电量无关的物理量，成为“孤
立”导体的电容。
即 C = q （式 1） U
导体的电容表征导体特有的性质,在量值上等于这个
导体为一单位时导体所带的电量。
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1.1
在国际单位制中，电容的单位为法［拉］。如果导 体所带的电量为1C，相应的电位为1V时，这个导 体的电容即为1法［拉］，可以用大写的英文字母F
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3.2 介质损耗
在外加电压下，电介质一部分电能转换为热能的现 象，成为介质损耗。一般来说，电介质都有微弱的 导电性，因产生漏电流而引起的能量损耗是较小的。 主要的介质损耗是在高频交变电压作用下，高频外 电场使电介质反复极化的过程中发生的。频率越 高，发热越显著。如果剧烈发热将使电介质丧失绝 缘性能并引起破坏。
到影响。因此，有必要设计一种组合，其电容量值较
大，而几பைடு நூலகம்尺寸并不过大，而且当然不受其它物体的
影响。这样的导体组合就是电容器，概念：“在周围
没有其它带电导体影响时，由两个导体组成的导体体
系”。电容器的电容量定义为：当电容器的两极板分
别带有等值的异电荷q时，电量q与两极板间相应的电
位差UA－UB的比值，即
ε0
=
4π
1 × 9 ×109
= 8.85 × 10－1（2 C 2 • N －1 • m－2）
从（式8）中可以得到：平板电容器的电容与极板
面积成正比与极板间距离成反比，并且与介质的相
对真空系数成正比。因此，与获得大的电容，应选
用尽可能大的极板面积、尽可能小的极板间距离和
尽可能大的极板间介电系数。这就是制造电容器的
∫ ∫ ∫ A =
dA =
VABdq =
Q q dq = 1 • Q2 0C 2 C
义
Q = C • VAB
W
=
1 2
C•
VA2B
=
1 2
C•
VC2
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2.2 平板电容器的电容
C = ε0 •ε •S
d
（式 8）
（式8）中：S为电容器的极板面积；d为极板间距离；ε0为 真空介电系数；ε为极板间介质的相对真空介电常数。
准则之一。
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2.3 卷绕电容器的电容
卷绕电容器的电容量计算式为：
C
=
ε •S 2π • d
= 0.159 ε
•S d
（式 9）
式中：C为微法，S为电极面积（厘米2）， d为介质厚度（厘米），ε为介电常数。
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三、介 质
3.1 介质的相对介电系数 3.2 介质损耗 3.3 介质击穿 3.4 介质击穿场强 3.5 介质吸收（弛豫时间）与残余电压