1、 標稱電容量和允許偏差標稱電容量是標志在電容器上的電容量。
電解電容器的容值,取決于在交流電壓下工作時所呈現(xiàn)的阻抗。因此容值,也就是交流電容值,隨著工作頻率、電壓以及測量方法的變化而變化。在標準JISC 5102 規(guī)定:鋁電解電容的電容量的測量條件是在頻率為 120Hz,最大交流電壓為 0.5Vrms,DC bias 電壓為1.5 ~ 2.0V 的條件下進行??梢詳嘌?,鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。
電容器中存儲的能量 E = CV^2/2 電容器的線性充電量 I = C (dV/dt) 電容的總阻抗(歐姆) Z = √ [ RS^2 + (XC – XL)^2 ] 容性電抗(歐姆) XC = 1/(2πfC)電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差,在允許的偏差范圍稱精度。
精度等級與允許誤差對應(yīng)關(guān)系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級,電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級,根據(jù)用途選取。
2、額定電壓在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值,一般直接標注在電容器外殼上,如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器擊穿,造成不可修復(fù)的永久損壞。
3、絕緣電阻直流電壓加在電容上,并產(chǎn)生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻。當電容較小時,主要取決于電容的表面狀態(tài),容量〉0.1uf 時,主要取決于介質(zhì)的性能,絕緣電阻越大越好。電容的時間常數(shù):為恰當?shù)脑u價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數(shù),他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。
4、損耗電容在電場作用下,在單位時間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值,電容的損耗主要由介質(zhì)損耗,電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。在直流電場的作用下,電容器的損耗以漏導損耗的形式存在,一般較小,在交變電場的作用下,電容的損耗不僅與漏導有關(guān),而且與周期性的極化建立過程有關(guān)。
5、頻率特性隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。電容器參數(shù)的基本公式
6、 相位角 Ф理想電容器:超前當前電壓 90度理想電感器:滯后當前電壓 90度理想電阻器:與當前電壓的相位相同
7、耗散系數(shù) (%)
損耗角正切值 Tan δ在電容器的等效電路中,串聯(lián)等效電阻 ESR 同容抗 1/ωC 之比稱之為 Tan δ, 這里的 ESR 是在 120Hz 下計算獲得的值。顯然,Tan δ 隨著測量頻率的增加而變大,隨測量溫度的下降而增大。D.F. = tan δ (損耗角)= ESR / Xc = (2πfC)(ESR)
損耗因數(shù),因為電容器的泄漏電阻、等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感,這三項指標幾乎總是很難分開,所以許多電容器制造廠家將它們合并成一項指標,稱作損耗因數(shù),主要用來描述電容器的無效程度。損耗因數(shù)定義為電容器每周期損耗能量與儲存能量之比。又稱為損耗角正切。
圖1中,電容的泄露電阻Rp、有效串聯(lián)電阻Rs和有效串聯(lián)電感L式寄生元件,可能會降低外部電路的性能。一般將這些元件的效應(yīng)合并考慮,定義為損耗因數(shù)或DF。電容的泄漏是指施加電壓時流過電介質(zhì)的微小電流。雖然模型中表現(xiàn)為與電容并聯(lián)的簡單絕緣電阻Rp,但實際上泄露與電壓并非線性關(guān)系。制造商常常將將泄漏規(guī)定為 MΩ-μF 積,用來描述電介質(zhì)的自放電時間常數(shù),單位為秒。其范圍介于 1 秒或更短與數(shù)百秒之間,前者如鋁和鉭電容,后者如陶瓷電容。玻璃電容的自放電時間常數(shù)為 1,000 或更大;特氟龍和薄膜電容(聚苯乙烯、聚丙烯)的泄漏性能最佳,時間常數(shù)超過 1,000,000 MΩ-μF。對于這種器件,器件外殼的表面污染或相關(guān)配線、物理裝配會產(chǎn)生泄漏路徑,其影響遠遠超過電介質(zhì)泄漏。有效串聯(lián)電感 ESL(圖 1)產(chǎn)生自電容引腳和電容板的電感,它能將一般的容抗變成感抗,尤其是在較高頻率時;其幅值取決于電容內(nèi)部的具體構(gòu)造。管式箔卷電容的引腳電感顯著大于模制輻射式引腳配置的引腳電感。多層陶瓷和薄膜電容的串聯(lián)阻抗通常最低,而鋁電解電容的串聯(lián)阻抗通常最高。因此,電解電容一般不適合高頻旁路應(yīng)用。電容制造商常常通過阻抗與頻率的關(guān)系圖來說明有效串聯(lián)電感。不出意料的話,這些圖會顯示:在低頻時,器件主要表現(xiàn)出容性電抗;頻率較高時,由于串聯(lián)電感的存在,阻抗會升高。有效串聯(lián)電阻 ESR(圖 1 的電阻 Rs)由引腳和電容板的電阻組成。如上文所述,許多制造商將 ESR、ESL 和泄漏的影響合并為一個參數(shù),稱為“損耗因數(shù)”或 DF。損耗因數(shù)衡量電容的基本無效性。制造商將它定義為每個周期電容所損失的能量與所存儲的能量之比。特定頻率的等效串聯(lián)電阻與總?cè)菪噪娍怪冉朴趽p耗因數(shù),而前者等于品質(zhì)因數(shù) Q 的倒數(shù)。損耗因數(shù)常常隨著溫度和頻率而改變。采用云母和玻璃電介質(zhì)的電容,其 DF 值一般在 0.03% 至 1.0% 之間。室溫時,陶瓷電容的 DF 范圍是 0.1% 至 2.5%。電解電容的 DF 值通常會超出上述范圍。薄膜電容通常是最佳的,其 DF 值小于 0.1%。
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