电解电容知识
1.电解电容里面是什么做的
电解电容 电解电容是电容的一种介质有电解液涂层有极性,分正负不可接错。
电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。电解电容器特点一:单位体积的电容量非常大,比其它种类的电容大几十到数百倍。
电解电容器特点二:额定的容量可以做到非常大,可以轻易做到几万μf甚至几f(但不能和双电层电容比)。 电解电容器特点三:价格比其它种类具有压倒性优势,因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料,比如铝等等。
制造电解电容的设备也都是普通的工业设备,可以大规模生产,成本相对比较低。电解电容器通常是由金属箔(铝/钽)作为正电极,金属箔的绝缘氧化层(氧化铝/钽五氧化物)作为电介质,电解电容器以其正电极的不同分为铝电解电容器和钽电解电容器。
铝电解电容器的负电极由浸过电解质液(液态电解质)的薄纸/薄膜或电解质聚合物构成;钽电解电容器的负电极通常采用二氧化锰。由于均以电解质作为负电极(注意和电介质区分),电解电容器因而得名。
有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。一般不能用于交流电源电路,在直流电源电路中作滤波电容使用时,其阳极(正极)应与电源电压的正极端相连接,阴极(负极)与电源电压的负极端相连接,不能接反,否则会损坏电容器。
无极性电解电容器通常用于音箱分频器电路、电视机S校正电路及单相电动机的起动电路。电解电容器广泛应用于家用电器和各种电子产品中,其容量范围较大,一般为1~1000μF,额定工作电压范围为6.3~450V。
其缺点是介质损耗、容量误差较大(最大允许偏差为+100%、-20%),耐高温性较差,存放时间长容易失效。
2.电容的原理是什么,如何进行储电的
电容供储电的原理、如何进行储电的?
各种各样的电容器,它们在电路中分别起着不同的作用,通常简称其为电容,用字母C表示。顾名思义,电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多,但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质(固体、气体或液体)所隔开,就构成了电容器。两片金属称为的极板,中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容,最多见的是电解电容和瓷片电容。
不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉(F)。但实际上,法拉是一个很不常用的单位,因为电容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)(皮法又称微微法)等,它们的关系是:1法拉(F)=1000000微法(μF)1微法(μF)=1000纳法(nF)=1000000皮法(pF)
在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与其它电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。
把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍然会有残留电压,我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。
电子电路中,只有在电容器充电过程中,才有电流流过,充电过程结束后,电容器是不能通过直流电的,在电路中起着“隔直流”的作用。电路中,电容器常被用作耦合、旁路、滤波等,都是利用它“通交流,隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢?我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变,它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上,电容器连续地充电、放电,电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流。
3.电路中含电容器的知识和要点
电容器的定义 电容器通常简称其为电容,用字母C表示。
定义1:电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。
电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,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。 定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。
[编辑本段]电容器在电路中的作用 在直流电路中,电容器是相当于断路的。 这得从电容的结构上说起。
最简单的电容是由两端的极板和中间的绝缘电介质[2]构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是中间由于是绝缘的物质,所以是不导电的。
不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)的前提条件下的。我们知道,任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度后,物质是都可以导电的,我们称这个电压叫击穿电压。
电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见不到的,所以都是在击穿电压以下工作的,可以被当做绝缘体看。
但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。
实际上,电流是通过场的形式在电容器间通过的。 在中学阶段,有句话,就叫通交流,阻直流,说的就是电容的这个性质。
[编辑本段]电容器的基本功能——充电和放电 充电和放电是电容器的基本功能。 充电 使电容器带电(储存电荷和电能)的过程称为充电。
这时电容器的两个极板总是一个极板带正电,另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源(如电池组)的正极,另一个极板接电源的负极,两个极板就分别带上了等量的异种电荷。
充电后电容器的两极板之间就有了电场,充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。 放电 使充电后的电容器失去电荷(释放电荷和电能)的过程称为放电。
例如,用一根导线把电容器的两极接通,两极上的电荷互相中和,电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失,电能转化为其它形式的能。
在一般的电子电路中,常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等,这些作用都是其充电和放电功能的演变。 [编辑本段]电容器主要特性参数 1、标称电容量和允许偏差 标称电容量是标志在电容器上的电容量。
电容器的基本单位是法拉(F),但是,这个单位太大,在实地标注中很少采用。 其它单位关系如下: 1F=1000mF 1mF=1000μF 1μF=1000nF 1nF=1000pF 电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%) 一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级,根据用途选取。 2、额定电压 在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
3、绝缘电阻 直流电压加在电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻. 当电容较小时,主要取决于电容的表面状态,容量〉0.1uf时,主要取决于介质的性能,绝缘电阻越小越好。 电容的时间常数:为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数,他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
4、损耗 电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主要由介质损耗,电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。 5、频率特性 随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
6,常用公式 平行板电容器公式中C=εS/4πkd [编辑本段]电容器的型号命名与标示 1.电容器的型号命名方法 国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。
第一部分:名称,用字母表示,电容器用C。 第二部分:材料,用字母表示。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别用字母表示。 第四部分:序号,用数字表示。
用字母表示产品的材料:A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介 2.电容器容量标示 1、直标法 用数字和单位符号直接标出。如1uF表示1微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。
2、文字符号法 用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示2.2uF. 3、色标法 用色环或色点表示电容器的主要参数。
电容。
4.电容的种类(带图或资料)
电容的种类很多,常见的有铝电解电容、钽电解电容(以上容量较大),云母电容、涤纶电容、陶瓷电容、独石电容、极板电容等。电容的用途主要是滤波、耦合、移相、存储电荷等,可用于电源电路、振荡电路、放大电路、采样保持电路等很多用途。最常见的符号是代表两极板的两条平行线加上代表引脚的直线,有些图中用一条弧线替换两条平行线中下边的一条,大容量的电解电容往往用扁长的矩形方框代表电容的负极,可变电容则另加一条带箭头的斜线。
5.铝电解电容器
21铝电解电容器的结构特点
铝电解电容器的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸等4层重迭卷绕而成;芯子含浸电解液后,用铝壳和胶盖密闭起来构成一个电解电容器。同其它类型的电容器相比,铝电解电容器在结构上表现出如下明显的特点:
(1)铝电解电容器的工作介质为通过阳极氧化的方式在铝箔表面生成一层极薄的三氧化二铝(Al2O3),此氧化物介质层和电容器的阳极结合成一个完整的体系,两者相互依存,不能彼此独立;我们通常所说的电容器,其电极和电介质是彼此独立的。
(2)铝电解电容器的阳极是表面生成Al2O3介质层的铝箔,阴极并非我们习惯上认为的负箔,而是电容器的电解液。
(3)负箔在电解电容器中起电气引出的作用,因为作为电解电容器阴极的电解液无法直接和外电路连接,必须通过另一金属电极和电路的其它部分构成电气通路。
(4)铝电解电容器的阳极铝箔、阴极铝箔通常均为腐蚀铝箔,实际的表面积远远大于其表观表面积,这也是铝质电解电容器通常具有大的电容量的一个原因。由于采用具有众多微细蚀孔的铝箔,通常需用液态电解质才能更有效地利用其实际电极面积。
(5)由于铝电解电容器的介质氧化膜是采用阳极氧化的方式得到的,且其厚度正比于阳极氧化所施加的电压,所以,从原理上来说,铝质电解电容器的介质层厚度可以人为地精确控制。
22铝电解电容器的性能特点
同其它类别的电容器相比,铝电解电容器的优越性表现在以下几个方面:
(1)单位体积所具有的电容量特别大。工作电压越低,这方面的特点愈加突出,因此,特别适应电容器的小型化和大容量化。例如,CD26型低压大容量铝电解电容器的比容量约为300μF/cm3,而其它在小型化方面也颇具特色的金属化纸介电容器的低压片式陶瓷电容器的比容量一般不会超过2μF/cm3。
(2)铝电解电容器在工作过程中具有“自愈”特性。所谓“自愈”特性是指介质氧化膜的疵点或缺陷在电容器工作过程中随时可以得到修复,恢复其应具有的绝缘能力,避免招致电介质的雪崩式击穿。
(3)铝电解电容器的介质氧化膜能够承受非常高的电场强度。在铝电解电容器的工作过程中,介质氧化膜承受的电场强度约为600kV/mm,这一数值是纸介电容器的30多倍。
(4)可以获得很高的额定静电容量。低压铝电解电容器能够非常方便地获得数千乃至数万微法的静电容量。一般来说,电源滤波、交流旁路等用途所需的电容器只能选用电解电容器。
当然,铝电解电容器也有以下显著缺点:
(1)绝缘性能较差。可以这样说,铝电解电容器是所有类别的电容器中绝缘性能最差的。对铝电解电容器而言,通常采用漏电流来表征其绝缘性能,高压大容量铝质电解电容器的漏电流可达1mA以下。
(2)损耗因子较大,低压铝电解电容器的DF通常在10%以上。
(3)铝电解电容器的温度特性及频率特性均较差。
(4)铝电解电容器具有极性。使用在电子线路中时,铝电解电容器的阳极要接电路中的电位高的点,阴极接电位低的点,才可能正常发挥电气功能。如果接反了,电容器的漏电流急剧增大,芯子严重发热,导致电容器失效,并有可能燃烧爆炸,损害线路板上的其它器件。
(5)工作电压有一定的上限。根据铝电解电容器介质氧化膜的特殊生成手段,其最高工作电压一般为500V,且发展潜力十分有限;而对其它非化学电容器而言,只要适当加厚其电介质的厚度,理论上的工作电压可以达到任意上限值。
(6)铝电解电容器的性能容易劣化。使用经过长期存放的铝电解电容器,不宜突然施加额定工作电压,而应逐渐升压至额定电压。
(7)传统铝电解电容器由于采用电解液作为阴极,在片式化方面存在较大的障碍,故其片式化进程落后于陶瓷电容器及金属化薄膜电容器.