电容决定式是什么单位 电容的种类及符号(2)

电容决定式是什么单位

电容器的主要特性

1、标称电容量：为标志在电容器上的电容量。但电容器实际电容量与标称电容量是有偏差的，精度等级与允许误差有对应关系。一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级表示容量精度，根据用途选取。电解电容器的容值，取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗，随着工作频率、温度、电压以及测量方法的变化，容值会随之变化。电容量的单位为F（法）。

电容器既然是一种储存电荷的“容器”，就有“容量”大小的问题。为了衡量电容器储存电荷的能力，确定了电容量这个物理量。电容器必须在外加电压的作用下才能储存电荷。不同的电容器在电压作用下储存的电荷量也可能不相同。国际上统一规定，给电容器外加1伏特直流电压时，它所能储存的电荷量，为该电容器的电容量（即单位电压下的电量），用字母C表示。电容量的基本单位为法拉（F）。在1伏特直流电压作用下，如果电容器储存的电荷为1库仑，电容量就被定为1法拉，法拉用符号F表示，1F=1Q/V。

在实际应用中，电容器的电容量往往比1法拉小得多，常用较小的单位，如毫法（mF）、微法(μF)、纳法（nF）、皮法(pF)等，它们的关系是：1微法等于百万分之一法拉；1皮法等于百万分之一微法，即： 1法拉(F)=1000毫法(mF)；1毫法(mF)=1000微法(μF)；1微法(μF)=1000纳法（nF）；1纳法（nF）=1000皮法(pF)；即：1F=1000000μF；1μF=1000000pF。

2、额定电压：为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。如果工作电压超过电容器的耐压，电容器将被击穿，造成损坏。在实际中，随着温度的升高，耐压值将会变低。

3、绝缘电阻：直流电压加在电容上，产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。当电容较小时，其值主要取决于电容的表面状态；容量大于0.1μF时，其值主要取决于介质。通常情况，绝缘电阻越大越好。

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称做损耗。损耗与频率范围、介质、电导、电容金属部分的电阻等有关。

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。当电容工作在谐振频率以下时，表现为容性；当超过其谐振频率时，表现为感性，此时就不是一个电容而是一个电感了。所以一定要避免电容工作于谐振频率以上。

当频率很高时，电容不再被当做集中参数看待，寄生参数的影响不可忽略。寄生参数包括Rs，等效串联电阻（ESR）和Ls 等效串联电感（ESL）。电容器实际等效电路如图1 所示，其中C 为静电容，Rp 为泄漏电阻，也称为绝缘电阻，值越大（通常在GΩ 级以上），漏电越小，性能也就越可靠。因为Rp 通常很大（GΩ 级以上），所以在实际应用中可以忽略，Cda和Rda分别为介质吸收电容和介质吸收电阻。介质吸收是一种有滞后性质的内部电荷分布， 它使快速放电后处于开路状态的电容器恢复一部分电荷。ESR 和ESL 对电容的高频特性影响最大，所以常用如图1（b）所示的串联RLC 简化模型，可以计算出谐振频率和等效阻抗：

图1 电容串联RLC 简化模型

电容器串联RLC模型的频域阻抗图如图2 所示，电容器在谐振频率以下表现为容性；在谐振频率以上时表现为感性，此时的电容器的去耦作用逐渐减弱。同时还发现，电容器的等效阻抗随着频率的增大先减小后增大，等效阻抗最小值为发生在串联谐振频率处的ESR。

图2 电容器串联RLC 模型的频域阻抗图

由谐振频率式可得出，容值大小和ESL 值的变化都会影响电容器的谐振频率，如图3 所示。由于电容在谐振点的阻抗最低，所以设计时尽量选用fR 和实际工作频率相近的电容。在工作频率变化范围很大的环境中，可以同时考虑一些fR 较小的大电容与fR 较大的小电容混合使用。