电容器工作原理与参数详解

《电容器工作原理与参数详解》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Author: Jackie Long 电容参数详解电容（Capacitance）也称“电容器器”，是一种可以储存一定电荷量的元器件。当电荷在电场中受力而移动时，如果两个导体之间有介质材料阻碍电荷移动，从而使得电荷累积在导体上造成电荷的累积储存，则储存的电荷荷量则称为电容。电容的原理图符号有很多，部分常用符号如下图所示：其中，C1表示固定无极性电容，C2表示固定有极性电容，C3表示无极性可调电容两块平行金属板就构成了最简单的电容器，如下图所示：当外加电压V施加在两块平行板上时，正电荷与负电荷聚焦在平行板的两个极，这就是电容器储存电荷最基本的原理，而这个平行板储存电荷的能力大小称之为（电）

2、容量，它由下式可得：其中，S表示两块平行板的相对面积，D表示两块平行板之间的垂直距离，Ɛ表示平行板之间填充物质的介电系数，如下图所示示：1Allrightsreserved,NOSpreadingwithoutAuthorizationAuthor: Jackie Long 对于平行板电容而言，填充在两块平行板之间的物质就是空气（暂时把它叫做真空吧），我们把真空的介电常数称为Ɛ0，其值约为8. 854187817 × 10‐12F/ m。一般我们不会直接使用介电常数这个个值，而是使用另一个参数：相对介电常数Ɛr，也就是某个材料的介电常数与真空的介电常数的比值，这样介质材料的介电常数如下式

3、：相应地，电容的计算公式如下式：电子产品中使用的电容器很少是用空气作为介质材质，比如纸、玻璃、陶瓷、云母、有机薄膜都可以作为电容器的介质材料，它们的介电常数比空气要高，在同样的面积与距离下可以做成容量更高的电容器。需要注意的是，公式里的S是相对面积，如下图所示：虽然S2的面积比S1大很多，但是相对面积只有S1，因此，电容量将由S1来决定。2Allrightsreserved,NOSpreadingwithoutAuthorizationAuthor: Jackie Long 从公式中可以看出，要把电容做大，要么增大面积S或介电常数Ɛ，要么减小平板之间的距离D，下面我们简单讲一下增大面积的

4、方法：导演，不用说了，我明白了，只要把平板的面积增大，电容不就提上去了吗？我太有才了！是的，你可以把你们家的落地窗玻璃取下来做一个电容，但那个电容实在是太小了，并没有什么卵用，况且实际电子产品中的空间总是有限的，你可以用两块平行板的方法做成符合要求的大电容，但你总不能把房间那么大的电容器塞进小小的电子产品中吧？这个世界的问题总会有解决的办法，如下图所示，可以用多个相互层叠的平行板，这样等效的面积S就会增大，即体积换面积的方法电子产品（如手机、MP4）中最常用的片式多层陶瓷电容器（MLCC,Multi‐layer Ceramic Chip Capacitor）的基本原理就是这样。也有用一整

5、块大面积的平行板，然后将起卷起来，再引出两个电极的方法，如下所示：常用的铝电解电容就是采用这种方法，可方便做成更大容量的电容器，如4700uF，当然，容量更大，体积就会更大上面我们所提到的电容值C就是厂家在制造电容时的标称额定容值（Raated Capacitance），单位有法拉（F）、毫法（mF）、微法（uF），纳法（nF）、皮法（pF），它们们之间的换算关系如下所示：369121法拉（F）= 10毫法（mF）= 10微法（uF）=10纳法（nF）=10皮法（pF）3可以看到它们之间都是1000的倍数（10），这与长度单位米（m）与毫米（mm）是相3Allrightsreserved

6、,NOSpreadingwithoutAuthorizationAuthor: Jackie Long 似的。法拉这个单位比较大，就像我们小老百姓很少论“吨”去买菜一样，所以常用的单位是微法（uF），纳法（nF）、皮法（pF）。实际厂家在做电容器规格书时，通常把某一个类型的电容器汇总为单一规格书，然后以额定容值范围CR（Rated capacitance range）来标记。我们说电容器是用来储存电荷的，那么如何来衡量这个电荷量呢？这与水杯存储清水的道理是一样的，一个具体水杯的容水量肯定是固定的，可能杯子里一点水都没有，也可能只有一半，也可以杯子已经装满水，如何去衡量储存的清水的多少呢？

7、电容C是电容器本身的属性，只和本身结构有关，与电容器带不带电没有关系，与电容器两端电压也没有关系，这就相当于水杯的容量，而里面储存了多少电荷就相当于杯子里的清水。通常我们电荷量Q来表示电荷中储存的电荷量，如下式：其中，C就是电容量，而V表示电容两端的电压如果你仔细观察过电容器的电容值，会发现它们大部分都是诸如10uF、47uF、68uF、100uF、470uF、680uF等等数值，但是却没有 471uF、685uF这样的电容值，为什