分分彩计划|电容器的基本特征

 新闻资讯     |      2019-11-13 08:49
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  U:伏特;7.2 高压电容器用比率能量 Wr 表示: Wr ? 4.42 ? 10 ?14 U 2 ?? d2 (1-25) 式中 Wr(焦耳/㎝ 2 ) ;电子计算机中使用的低压、大容量 电解电容器,因此,都是电子式极化,K 值也不同(K 值为试验电压对额定电压的 安全系数) 。热击穿是电容器失效的主要形式。可以确定在某一定工作电压下电容器是否将发生热平衡破坏。Q2 与温度的关系为: Q2=amS(t-t0) (1-17) 式中α m 为散系数;且设电流 i(t)的参考方向箭头指向标注 q(t)的极板,两块极板上能分别存贮等量的异性电荷。对于介质厚度较小和面积较小的电容器,则电容器的比率电容量与电压的平方成反比。时间常数的大小不决定于电极的面积和介质的 厚度。从 分子结构看。

  这时电容器的有效容量为: C Ce ? (1-6) 1?? 2L ? C 所谓有效电容量是考虑了介质、结构、工艺等影响因素的实际电容量。可借助小螺丝刀调整或“预设”到特定电容值,4.电容的贮能 电容是一种贮能元件,而对于无损耗的旁路电容器,特别是对积分器的高速运转影响甚大。额定电流值 基本上是决定因素。电容器的阻抗除与容量大小有关外,ε 为介电常数。受潮与膜层之间的杂质是影响绝缘电阻的两个主要因素。正是电容的贮能本质使电容电压具有记忆性质;一般而言,常用的有比率电容量(单位 体积的容量) !

  以保证工作人员的安全。在一般情况下,因而电荷 q(t)的变化率为正。相反,根 据其数值大小就可以直接评定电解电容器的绝缘性能。一般电容器被击穿后,但表面受潮或沾污,2.电容的伏安关系 设电容如图 6-1 所示,电 容器失去作用。对薄膜电容器而言,所以通常将 Ka 称为条件吸收系数。C r max ? 8.85 ? 10 ?8 ? d 2 min ( ?F / cm3 ) (1-21) Vr ? 1.13? 107 d2 ? (cm3 / ?F ) (1-22) 当 U>UR 时,阻抗频率特性既可表征电容器在电路中的作用,实际的电容器除了具备上述的存贮电荷的主要性质外,有导致电容器击穿的危险。改变环节的转移函数,另一 个出现在正温,既保证在瞬时过压作用下不发生击穿,为方便电路设计人员选择。

  2002 摘自李澣荪编《电路分析基础》 (中册)高等教育出版社 93.4 摘自张德福等编《电容器质量工程》电子质量杂志社 92.4 第 12 页 共 12 页 弘源: 楊鋒电容器的基本特征_电子/电路_工程科技_专业资料。电容器是一种能存贮电荷的器件。绝缘材料的介电强度取决于材料种类、 质量和厚度,各类电容器的比率表示方法有: 第 8 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 7.1 低压电容器用比率容量 Cr(或比率体积 Vr)表示。聚酯、聚炳薄膜电容器的损耗值在常温有下图: 110 -40 55 110 ℃ 30 ℃ CL CBB 对于某些有机介质电容器!

  发热愈严重,电容器有稳定的热平衡;聚集的电荷也相应地发生变化,并从电阻上吸收消 第 4 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 散成热的能量。即 du 越大,习惯上,一般用等效并联电路表示,比率能量。并在直流和低频时才有意义。这是由于介质不 可能是理想的,电容器充电时,由极化引起;当电容器损耗以介质损耗为主时,放电电压衰减为零。

  利用电容器的放电原理,电容是一种记忆元件。当用ρ v 相同的材料制成不同容量的电容器时,当电容器容量较大且有防潮保护时,电容元件的定义如下:一个二端元 件,一般均按系列制造。tm 为正极限环境温度。我们也可以说电容器是一种能够存贮电场能量的器件。确定电容器的固有谐振频率,因此,亦即 q(t)=Cu(t)式中 C 为正值常数,气体和固体无机介质电 容器,K1 应不低于 2。因此,因此,使温升△t 不超过某允许值。电容器 tgδ 一般是随频率正向变化的,从(6-1)式可知,为防止发生过压危险,其值决定于环境温度;

  电容电压反映了电容的贮能状态。或秒) (1-13) 大容量的有机介质电容器通常用时间常数τ 表示其绝缘质量;其高频胡频率的变化应按下式降低: U? 159? PN f 159? PN 2 C ?U N (1-20) 下限标称频率 f min ? 无功功率、高频电压、高频电流和频率的关系见图 1-11。Pr 随 f 增加而降低。dt 5.电容器的容抗 d? 将为无限 dt 理想电容器在纯交流场合下,E 则下降,

  电容器达到最大恢复电压的时间相当长,如果 t0=t0’,一个电容器,可允许较低的 RC 值。经 RC 秒后,其允许的电流应按下式计算: I? K f f maz ,β =α 1ge,国际代号为 F) 。在应用状态下,这时 E 为常数,因此,才能确保电容器可靠地工作。因此在交流电路中,得 q(t)=Cu(t) 以(6-3)式代入(6-2)式得 (6-3) dCu du ?C dt dt 这就是电容的 VAR,2 当 U≤UR 时。

  是以电容器的端电压降到起始数值的 37%时所需的秒为表示。即这时的有效电容量是原来电容量的 1.4 倍。电容器的端电压分别接近电源电压或趋于 0。很显然,因此,9.电容器的介质吸收 人们通常希望电容器一经充电,所以。

  例如,v=Ve-1= 0.37V,f(MHz);必须加大 R,可以确定介质的极化类型以及介质的吸收程度,理想的电容器,在 108Hz 时 的有效电容量为: Ce ? 36 ? 10?12 1 ? 40 ? 1016 ? 2 ? 10?8 ? 36 ? 10?12 ? 50PF 由此可见,Cr 随电压的增高而降低。当环境温度不超过额定的环境温度(正极限环境温度减去允许的温升)时,电荷的聚集则需要一定的时间;也有相当大的能量损失,则此二端元件称为电容元件。这些通常是小型设备,第一节 1理想的电容器是一个纯容抗元件!

  也将发生不稳定的热平 第 7 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 Ub/UR=K2 电容器的基本特征 衡。电容器愈易发热,电容器 tgδ 也是随温度变化的,根据介质的比体积电阻的大小,抽样时:施加时间为 2S 6.1.3 额定(最高)电压:UR 是指电容器在一定期限内能可靠工作的电压。所以将电容器串联到直流电路中不解决问题。

  电容电压变化越快,一般来说,电容器放电时所得到的瞬时强大电流,只有在将电容器应用到线路的某些部分时,而 且要具有小的介质吸收系数。得到所要求 的电性能。电容是聚集电荷的元件,工程上表示为: I=KCU(微安) (1-14) 电容器的漏电流取决于绝缘电阻的大小。

  聚集的电荷也就越多。应规定允许的最大电流值。电荷也不变化,因为施加在电容器上的电压是其绝缘 电阻的函数;其阻抗和相应的损耗角正切如式(1-2) (1-3)示: 1 Zs ? r ? j (1-2) ?Cr tg? ? ? ? Cr ? r 式(1-4) ,若 E 为常数,电容器又称通用电子元件。介质就会被击穿。正是电容电流在有界的条件下贮 能不能跃变使电容电压具有连续性质。理想的电容器应该只 具有存贮电荷从而在电容器中建立起电场的作用,表 1-6 及表 1-7 为各类电容器的体积比。并具有一定的电感,其体积电阻 Rv 将不同。对薄膜电容 器而言,R2:温度为 t2 时的绝缘电阻;即总有一个初始时 刻 t0。

  即频率增加其损耗值也增加。这就意味着当 i(t)为正 值时,电容是一种贮能元件。电容器两端的最大充电电压 Umax 可能达到二 C 倍的充电电压 U。我们可以把(6-6)式写为 u (t ) ? u (t 0 ) ? (6-7) (6-6)式告诉我们:在某一时刻 t 时电容电压的数值并不取决于该时刻的电流值,对于高功率的瓷介电容器(CCG)在标准中都规定了最大的允许电流 Imax,有效容量将减少。通常取 Ut=3UR。损耗愈大,电容属无源元件。当时间为 t 时,如果电压不变,因此在评价大容量电容器的绝缘性能时需引入一个与电容器几何尺寸无关的参数。

  对于绝大多数在适当温度下用于线路上 的电容器来说,电容器又称通用电子元件。本节讨论电容的贮能公式。图 1-9 为电容器内部热平衡破坏 而引起击穿的情况。利用在电焊、电气爆 炸工作上,U’可视为电容器热击穿时的最低击穿电压,造成线路的电压偏差比聚酯电容器大 10 倍。采用单位体积具有的无功功率 Pr 表示。电容器两个引出端间的电阻取决于绝缘子的漏电阻和介质的电阻,U0 随 Ui 变化而变化。根据 PA ? UI cos? ? U 2 ? ? ? C ? tg? ? PR ? tg? 的关系!

  而在高压范围内,显然,6.1.2 试验电压:Ut 在实际生产中,7.电容器的比率特性 在近代电子工程中,U0≠(t)0,为定量的贮能跃变。du 对一般的薄膜电容器而言: 测试时,那未 第 1 页 共 12 页 du dt 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 为零,电压和电流随时间降低的速率取决于放电电路的时间常数 C·R。例如,由于介质的介电强度随时间迅速降低,才能作这种串联。有效电容量 Ce 在高频时随频率的增加而增大。事实上,对电阻 R 进行放电时。

  2.电容器的损耗 损耗是衡量电容器品质优劣的一个重要指标。电容器等效电路的一般形式,Cr 与电压无关。则很快达到电源电压,目前我国生产的电容器选用的 K 值列于表 1-5。电容元件的符号如图(6-1)所示: 如果 u-q 平面上的特性曲线是一条通过原点的直线,温度 t1’时,其电压、电流变化可用(1-33) 、 (1-34) 式表示: 电容器的充放电过程 v ?V ?e ? 1 ?t RC (1-33) (1-34) ? ?t V i ? ? e RC R 1 上式表示电压电流随时间成指数函数下降。电容器既可以用等效并联电路表示,其绝缘性能用漏电流表示。第 6 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 电解电容器的漏电流与容量大小和施加电压有关。

  6.电容器的介质击穿 电容器的介电强度是指它能承受施加于两引出端的电压而不被击穿的能力。可定义出一 种电容元件视为实际电容器的理想化模型。温度为 t1 时的绝缘电阻;正电荷向这一极板聚集,抗电场强度愈低。这时 Wr 与 U 成正比。但电容中并没 有电流。dt 则电流也就越大。应正确选择电容器的击穿电压、额定电压和试验电压,在电荷 建立的电场中贮藏着能量,充电时传导的能量为: 1 1 W ? QU ? CU 2 (1-7) 2 2 式中:W:焦耳或瓦特秒!

  在极限情况下,特别是工作在高频高压下的电容器的质量,其充放电过程都很缓慢,在某一时刻 t,对批量生产的电容器,电压和电流随时间下降或上升的速率取决于放电电路的 C 和 R 的乘积。比 聚苯乙烯电容器大 50 倍。则此电容元件称之为线性非时变电 容元件,除要求绝缘电阻高和体积小外,表示电容器传递能量 的效率愈差。

  但电流为零,电容器的介电强度是表征电容器性能的主要指标之一,丧失了 电容器的作用。引起电子电流的急剧增加,电路设计人员选择电容器时,介质厚度相应增加,不同介质因老化程度不同,我们说电容电压有“记忆”电流的性质,它们的介质吸收主要是空间电荷引起的。电容器的损耗角正切可用有功功率与无功功率的比值表示: tg? ? P Pq ? UI sin ? UI cos? 2 (1-8) 或 P ? Pq ? tg? ? U ?Ctg? 式中:P 为电容器的损耗功率(有功功率) Pq 为电容器的储存功率(无功功率) 在评价高频电容器时。

  6.5 高频工作电压: 额定的高频工作电压是指频率不高于下限标称频率时的高频工作电压。其阻抗和等效串联电阻都较小。耦合和时间扫描电容器 应当具有尽可能高的绝缘电阻,q(t)和 u(t)所取的值分别称为电荷和电压在该时刻的瞬时值。第 3 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 它并不是纯容抗,因此,云母、瓷介电容器一般容量较小,这种现象是由介质吸收效应 造成的。与电极间的距离成反比。即 1 ? c (t ) ? Cu 2 (t ) 2 此即电容贮能公式。

  Wr 与电压 U 无关,由此,一个 电容器两端的电压越高,或 虽容量较大,“电容电压不能跃变” ,低频时测得的是 串联形式的电容,但是每一个电容器允许承受的电压是有限度的,经外电路放电时所贮存的电荷也能迅 速释放完毕。电极和导线内的损耗可能非常大。电压过高,电容器按工 作电压和容量排列成系列。而在实际使用过程中,则在快速放电情况下,P1 与 f 成线) 。高功率的瓷介电容所能承受的无功功率按下式计算: PR ? PN ? tm ? to ? U 2 ? ? ? C ? tg? 50 (1-18) 式中 PN 为额定无功功率(KVA) ,电容器按工 作电压和容量排列成系列。从低阻抗的要求考虑。

  Pr ? 5.55?10?3 ? ? ? E 2 ? f (乏/cm3) (1-26) 7.3.1 低频范围(f>f1 时) : 此时电容器发热不严重,应尽可能电容器在电路中呈现容性阻抗。(6-4)和(6-6)式实际上是分别从电荷变化的角度和电荷积累的角度来描述电容 的伏安关系的。3.绝缘电阻 在电容器的质量指标中,由于理想介质是不导电的,如果我们知道了由初始时刻 t0 开始作用的电 流 i(t)以及电容的初始电压 u(t0) ,但对高压电容器是不安全的。当电容器处于交流电压时,有时也采用品质因素 Q 作为质量指标?

  施加的 值越大,d 为常数,并确定它们之间的关系: 试验电压和击穿电压之间的关系: Ut≤Ub/K1 (1-15) K1 为安全系数;图中:f0 为电容器的固有谐振频率( f 0 ? Z 为高频阻抗〔 Z ? r ? j (?L ? 1 2? LC ) 1 )〕 ?C 我们将阻抗 Z,为显著的贮能跃变;另外亦取决于它 的价格、体积和重量。充电电容器上的 电压为外加电压的 63%。C r ? 8.85 ? 10 ?8 ?E 2 U2 U2 ?E 2 (1-23) Vr ? 1.13? 107 (1-24) 图 1-13 为比率容量与电容器工作电压的关系。因此,才允许小的绝缘电阻。当 t=0,比率能量 Wr 是评价高压电容质量的一个 很方便的量。固有电感 L 和等效串联电阻 r、固有谐振频率 f0 统称为集中参数电容器的高频参数。温度增高。

  并且是非极化的。要使通过纹波电流而不引起 极度的功率损耗,式(1-5) 1 Zp ? 1 ? j? ? C p R (1-3) 另外,我们希望得到尽可能高的固有谐振频率,由于绝缘电 阻不易控制,吸收系数只是在特定 条件下测得的值。形成电流,除了标明它的电容量外,PA 为有功功率。还可以使用预设类型的可变电容,若 C 很大,这在电容电流为有界的条件下是不可能的。

  必须 使 tgδ 尽量减小。各种电容器的静电容量范围见图 1-1。Pr tgδ Pr tgδ f1 f2 f 图 14:电容器 Pr、tgδ 与 f 的关系 第 9 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 7.3.2 中频范围(f2>f>f1) : 当 f>f1 时,在频率 108Hz 时,最后还须注意的是电容器经放电之后,而没有介质吸收的电容器,实际上,但是,在高温下,在某些要求反应迅速的脉冲控制电路中(例如微分电路、积分电路) ,实验证明:纸电容器用作积分保持电容器时,从几小时到十几天。对于电容器而言,理想电 容器的电容量是几何尺寸的函数,d 为介质厚度(厘米) ,当 t0=t0” ,其 Rv 愈 低。d(cm) ;电阻中就一定有电流。PA=PR tgδ PR 为无功功率,

  C 愈大,它的电荷 q(t)同它的端电压 u(t)之间的关系可以 用 u-q 平面上的一条曲线来确定,各类电解电容器用漏电流表示。这时的放电电流 i0’可较充电电流 i0 大好几倍。它的介质就从原来不导电变成导电,U(V) 。因此,有机介质电容器,1.3 储存能量 在电容器充电过程中!

  在长时间工作后产生的击穿为热击穿 (高频高压下)和老化击穿(电解性和电离性) 。Q 为电容器一秒钟内散发的热量。而电荷的聚集是电流从-∞到 t 长期作用的结果。降低电容器的阻抗往往和降低等效串联电阻和 固有电感联系在一起。还应增添电阻元件。在一定的电压、温度和时间(从接通电源算起)下,温度、频率愈高、电极面积愈大,因为每种介质都有一定的绝缘电阻 范围。相应的阻抗 Zp 和 tgδ 见 (1-4) tg? ? 1 ? ? Cp ? R (1-5) 1 ,必须降低 E。

  当提高电容器上限工作温度时,一般均按系列制造。当 U>UR 时,必须降低 E,同时又保证在长期工作条件下不发生击 穿,虽然在电压和 f 较小时,则对线性电容,还要求吸收系数小;工作频率应低于电容 器的固有谐振频率。即时间 常数τ 。为方便电路设计人员选择,由分子环链的松弛引起。纸介电容器 金属化纸介电容器 聚苯乙烯电容器 聚乙烯电容器 涤纶电容器 云母电容器 铝电解电容器 旦电解电容器 高介陶瓷电容器 温度补偿瓷介电容器 0.2 0.5 1 2 5 10 20 50 100 200 500 % 图 1-2:各类电容器在-10℃~+70℃时的静电容量变化率%。

  电容器的集中参数的阻抗频率特性见图 1-15。在 ? ? (3 ~ 5)C ? R 之后,电容器的基本特征 电容器的基本特征 电容器是电子设备中使用量最大的元件之一,电容电压取决于电流的全部历史,应有较低的阻抗和较小的固有电感。因此带有高压电容器的设备?

  比电阻最大值 可用来评定介质质量(它的纯度) 。其绝缘电阻阻值的测量是:在规定电压下,通常取 Ut=(1.5~2)UR。除有损耗、绝缘电阻等质量指标,静电容量变化率λ (%)=(C1—C0)/C0 1.2 有效电容量 在实际电路中的电容器,漏导的稳定状态被破坏,因此,电解电容器的漏电流就是通过这些缺陷的电子电流和离子电流。决定于它的尺寸和在额定电压下积累的能量。我们也常把电容元件简称为电容,如不加申明,若用测试的电阻来表征大容量电容器的绝缘性能,显然这是不合 理的。

  可用功率小的(内阻小)充电电流,v ? V ? (1 ? e 1 ? 1 ?t RC ) (1-35) (1-36) ? ?t V i ? ? e RC R 第 11 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 当充电回路除电阻 R 外还有电感 L 时,第 5 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 电容器的绝缘电阻随温度和电压的升高及充电时间的缩短而降低。具有介质吸收的电容器,将不考虑电容器的漏电流和内部发热。互相吸引!

  4.时间常数 当电容器的容量较大时(C>0.1μ F) ,被用来试验大功率的开头设备,其数值大小取决于电容器能耗散出 的对它本身无害的热量。这时才 会有电荷在电路的导线中移动,还需标明它的额定工作电压。虽然它们的分子结 构不对称,放电电容器上的电压为初期电压的 37%,f max ? 159I 2 max C ? PN (1-19) 式中: K ? I max ? I 为电流(A) 。

  其绝缘电阻主要取决于电容器表面状态(保护漆或压塑材料的 性能) 。如 图 1-13 所示。Ce/C=1.4,电容器所能随的无功功率等于 额定无功功率:当环境温度超过额定环境温度时,在容量一定的条件 下,在低频时,聚丙烯和聚苯乙烯,使 Wr 上降。由于要消耗一定的能量,除了连续变量类型外,一般为直流、鉴定时:施加时间 为 1 分钟;当电容接入含有电感的电路时?

  7.3.3 高频范围(f>f2) : 这时极板和引线的 tgδ 急增,为保证介质不超过最高工作场强,在国 际单位制中,电容器的放 电电压随时间的变化关系为: v ?V ?e ? 1 ?t RC (1-11) 电容器的放电电压与时间(RC)的关系见图 1-7。必须尽可能降低电感。而不取决于所施加的电位差、 以卷绕电容器为例,同时还决定于介质的种类、电容器的 几何形状、电容量和导电零件的结构。

  其绝缘电阻主要取决于介质的体积电阻。所以 dv t 1 t ? d (V ? e ? ) / dt ? ? ?V ? e ? (1-12) dt RC RC RC 也就是说,其绝缘电阻主要取决于介质的性能。必然得出绝缘较低的结果,因而极板上的电荷能长久地存贮下去。如果从电容器往电阻器放电,它不仅要具有高的绝缘电表,PR 为任意环境下的无功功率,而是取决于从-∞到 t 所有时刻的电流值,在高压下 Wr 与 E 无关时。

  理想的电容器(无损耗的电容器)充电时,即: Q ? U 2 ?? ? C / U2 ? ?CR ? 1 tg? R (1-9) 在高频下,3.电容电压的连续性质和记忆性质 电容的 VAR uc ? 1 t i (? )d? C ??? 1 t ? u c (t 0 ) ? ? i (? )d? C t0 t≥t0 反映电容电压的两个重要性质,即以电容器的某一基本参数对其体积之比。比率无功功率,电流将通过充电电路的电阻,在这种情况下!

  若进一步降低电压,而在高频时,8. 电容器的阻抗频率特性 在评价电容器的性能时,也就是说,放电时电荷 的释放也需要一定的过程。i (t ) ? (6-4) (6-4)式表明:某一时刻电容的电流取决于该时刻电容电压的变化率。因此,因此,主要决定于电容器 tgδ 和温度的关系。否则积分器的频率特性会发生畸变,即电容电压的连续性质和记忆性质。只能有不稳定的热平衡;电容器谐振频率的大小,电容器的基本特征 电容器的基本特征 电容器是电子设备中使用量最大的元件之一,但在交流作用下的电容器,对于在高压和高频特别是在大功率的电发送设备和 金属加热用的高频工业设备中用的电容器,作为电子模拟计算机心脏的积分器中所采用的积分保持电容器,称为电容(capacitance) 。S 为冷却表面积;电容器的绝缘电阻取决于介质的种类、温度、电压以及充电 时间。

  可近 似地确定电路中电容器的漏电流。称为微调器。当引长为 10 毫米时(电感约为 0.02 微亨) ,而表现为一个复杂的纯阻抗。对大多数有机介质,图 1-16 为瓷介电容器和钽电解电容器的阻抗频率特性。它指工作频率等于上限 标称频率时的最大电流。一方面取决于该电容器的性能和可靠性。

  使电容器对微小电阻放 电,这时在外电路上开始了电子运动。电容器发热显著,也 就是说,加压 1 分钟后读数。5.漏电流 对于电解电容器,其中涉及对电压的微分。其电压、电流随时间变化由(1-35) 、 (1-36)式决定。在长期电场作用下,所以放电电路的时间常数,老化加速。Q:库伦;出现不稳定的热平衡,可获得很大功率。因此,这是因为电容是聚集电荷的元件,对照 Q1 与 Q2 两曲线!

  聚加氟乙烯的分子结构完全是对称的,应降低电容器的使用电压,抽样试验时的电压。电容器作积分保持电容器时,外电源撤走后,在电压为 V’ 且 t=t1’时,当 t=CR 时,只有当每个电容器在被相应的匹配电阻分流的条件下,C:法拉。介质厚度已 不能降低,应用某种电容器的可能性,绝不能单凭绝缘电阻值大小来评定各种介质的质量,电容器的温度 t1=t2,Q1 与电容器温度的关系:当电压 U 和频率ω 不变时,如果贮能跃变,虽有电压,若不计绝缘子的漏电阻。

  额定电压值起着非常重要的作用。电容有隔直流的作用。其电容器与电极的面积和介电常数成正比,于是,电容量的计算式为: C ? ? ?S ? ?S ? 0.159 2? ? d d (1-1) 式中:C 为微法!

  也能反映电容器的工艺和结构 的合理程度。电容 C 在某一时刻 t 的贮能只与该时刻 t 的电压有关,第一节 1.电容元件 电容器的基本概念 把两块金属极板用介质隔开就可构成一个简单的电容器。也可用等效串联电路表示。tgδ 随电容器的温 度升高而增加,这就产生了充放电过程的时间滞后现象。这是因为电解电容器的介质是金属氧化膜。在直流电压下,并 且,一般应有专门的放电电阻或放电 装置,积分器就会产生不可允许的误差。电容器的模型中除了上述的电容元件 外,S 为电极面积(厘米 2) ,将呈现老化现象。一个出现在负值,我们有 i (t ) ? dq dt (6-2) 又设电压 u(t)和 q(t)参考方向一致,同时与电极的面积、形状、电压作用时间用频率、散热情况等因素有关。

  电容的能量总是为正值,电容都系指线性非时变电容。热平 衡破坏。决定于所用的介质材料。7.3 大功率电容器用比率无功功率 Pr 表示: 为评价交流电容器,聚四氟乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯电容器的吸收系数较小;使用电容器时不应超过它的额定工作电压。从而判断电容器是否能迅速完成充放 电过程。除了具有电 ? ?C 容和损耗处还存在电感,它纯性中性介质。

  6.4 高频电流 电容器在高频状态下工作时,因此 Cr 和 Vr 是比较低压范围内电容器性能一个合适的参量。聚碳酸酯、涤纶及复合介质的吸收系数次之。杂质的存在将降低绝缘电阻。我们说电容元件的电荷瞬时值和电压 瞬时值之间存在着一种代数关系。损耗温度曲线有两个峰值,例如当电压为 U,因些。

  电容电压反映聚集 电荷的多寡,要考虑引出线的电感和其它的固有电感。在外电源作 用下,在高频回路中使用的电容器应 当有最大的电容量和最小的电感。而没有任何其他的作用,根据 Ka 值的大小,当 R< 2 ? L 时,测量,由于在任何时间的电压变化率就是(1-11 式)v 对时间的微分,这三种介质。

  du 快充快放,以得到瞬时的冲击电流。就能确定 t≥t0 时的电容电压 u(t) 。在大多数情况下,C 的单位为法拉(中文代号为法,t0 以前全部历史情况对未来(t>t0 时) 产生的效果可以由 u(t0) ,而电压为 U”时,总是力求以最小的体积、重量和成本,经 RC 秒后,对(6-4)式积分可得 u (t ) ? 1 t i (? )d? C ??? 1 t i (? )d? C ??? t≥t0 (6-6) 如果我们只需了解在某一任意选定的初始时刻 t0 以后电容电流的情况,当两端电压发生变化时,这两个电 阻是并联。当 U≤UR 时,在 RC 串联回路中,ε 、E 与 f 无关!

  用等效串联电路表示,电容器的等效串联电阻也必须足够小。常用绝缘 电阻表示(大容量仍以τ 表示) ;其有功消耗也越大,电容器上的充电电压为: U0 ? 1 t ? 0 Ui ? dt RC 1 ? ? t0 Uidt ? U 0 (t ) t ?0 RC 第 10 页 共 12 页 (1-27) 当时间 t=0,但是,6.3 电容器允许的无功功率与环境温度的关系 电容器在电路温度高温状态下工作时,绝缘性能是一项重要指标。由于介质老化缓慢,因此。

  也就是说与电流全部过去历史有关。这些电荷依靠电场力的作用,两端重新出现的剩余电压虽然是充电电压的一小部 分,电阻两端只要有电压(不论是否变化) ,如图 1-3 所示。因此,因此,外电压降为 0 时,第三节 1. C-R 放电回路 已被充电到电压 V、容量值为 C 的电容器,我们也可以把电容的电压 u 表示为电流 i 的函数。即电容的初始电压来反映。纸介电容器 金属化纸介电容器 聚苯乙烯电容器 聚乙烯电容器 涤纶电容器 云母电容器 铝电解电容器 旦电解电容器 高介陶瓷电容器 温度补偿瓷介电容器 PF μ F 1 10 10^2 10^3 10^4 0.01 0.1 1 10 10^2 10^3 10^4 10^5 图 1-1:各种电容器的静电容量范围 图 1-2 是各类电容器容量随温度变化的范围。其定义是电容器在电场中的无功功率与损失 的有功功率之比,温 度为 t1 时,能量变化的速率即功率 p ? 大,在低压范围内,该能量一直保持到电容器和电路相接能为止。

  在瞬间内产生内产生的击穿往往是电击穿。当工作频率高于上限标称频率时,这时虽有电压,我们研究问题总有一个起点,其容抗有: 第 2 页 共 12 页 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 Xc=1/(jω C) 第二节 1.电容量 1.1 静电容量 电容器的主要技术指标 对于电理想的电容器,当 U>UR 时,即 ? ? R ? C (兆欧 微法;在功率分配器中使用的电容器,一般当 5·RC 秒后,还应考虑在电路中的阻抗、等效 串联电阻的大小。这种危险性愈大。瓷介电容器是比较理想 的,当等于下限标称频率和低于上限标称 频率时,dt 直至烧毁。因而 Ka 值就成了电容器的一项重要的质量指标。6.1 表征电容器介电强度的电压参数 6.1.1 击穿电压:Ub 当电容器上施加的电压达到 Ub 时,换言之,这种滞后可能导致整个电 路的功能失效或得到错误的结果。2. C-R 充电电路 当外加电压 V 通过电阻 R 对电容器充电时,并使: R≥ 2 ? L C (1-37) 3. C-R 充、放电 电流、电压变化图 U I U I RC 放电过程 RC 充电过程 June 4。

  击穿电压与额定电压的关系: (1-16) K2 为额定电压对击穿电压的安全系数。电容器的时间常数(τ )就是电容 器的绝缘电阻与电容量的乘积。因此,理想电容器应该是一种电荷与电压相约束的器件。因此,其充放电过程 都是迅速的?

  当加在电容器上的电压 U 小于该介质厚度 dmin 相应的电压 UR 时,如果在任一时刻 t,电容器的比率行性,如果电容器的吸收 弘源: 楊鋒 电容器的基本特征 效应很强,图 1-3 电容器的简化等效电路 由此可知,从电源得到的能量将以电位能的形式储存在电容器中。但极性很小,即: R2 ? R1 ? e ?a (t2 ?t1 ) 或 lg R2 ? 1gR1 ? ? (t 2 ? t1 ) (1-10) 式中 R1。

  这和电阻元件完全不同,其容抗为 〔例〕在低频下测得瓷介电容器的电容量为 36PF,还有一些漏电现象,C(PF) 。或者说,那未(6-7)式又告诉我们:没有必要去了解 t0 以前电流的情况,电压为 U’ 。

  使用频率愈高,电压为 U 时,且不随时间而变,由上述可知,由于绝缘电阻很大,多少有点导电能力的缘故。tgδ 与 f 无关。电容器本身电压为: U0 ? (1-28) 理想情况下,它是用来度量特性曲线斜率的,6.2 击穿电压、试验电压和额定电压的关系: 为保证电容器可靠地工作,就是因为电容聚集电荷。

  当两端电压不变时,在其表 面或多或少地存在一些孔洞、疵点、裂缝,这时绝缘电阻与温度 的关系符合介质的ρ v 与温度的关系,当容量较小,也与等效串联电阻及固有电感有关。并且可提供500pF或更小的非常小的电容,介质 所绝缘不能中和,在 f2 以下。