电容
电容定义:电容器通常简称其为电容。
定义: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。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
电容的符号:用字母 C 表示。
电容单位:电容器的基本单位是法拉,简称法(F), 1F 算是很大的电容量,并不符合电
容实际使用容量大小的标示需要,所以又有较小的微法μF 相当于 10 − 6 法拉,
以及相当于 10 − 9 法拉的纳法 nF,以及更小相当于 10 − 12 法拉的波法 pF。
1F=106UF 1UF=10 3 nF 1nF=103pF
电容器容量标示:
1.电容容量
(1)以 uF 为单位:电容容量 1uF 以上者,直接以数值标示容量,例如 10000uF,3300uF。
(2)以 pF 为单位:第一位数与第二位数代表电容数值,第三个数字代表 10 的次方,亦即数
值后面 0 的个数。例如电容容量标示为 104 者,代表 10 后面有四个 0,亦即 100000pF。
(3)以 nF 为单位:电容容量标示为 100n 代表 100 x 10 − 9 = 10 − 7 法拉,亦等于 0.1 x 10
− 6 法拉,所以等于 0.1uF。
以上关系可以表示为 1uF=1000nF=1,000,000pF
2.电容耐压
电容耐压以伏特 v 表示,直接标示在电容外壳或印在套膜上,选用电容时应注意电路电压峰
值并预留余裕。
3.电容极性
电容极性一般印刷在电容外壳或套膜上,或以较短的接脚代表负极。
电容器的基本功能——充电和放电
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 以及波形
变换等,这些作用都是其充电和放电功能的演变。
电容的特性:
通交隔直,电容不能让直流电流通过
A B
直流电刚加到 C1 上时有电流流动(图 A),给 C1 充电,很快 C1 两端充满电,C1 两端
电压等于输入电压时,这时候没有电流流动(图 B),从此以后这个回路都没有电流流
动了,所以直流电不能通过电容。
图 2
图 2 讲解通交的原理,因为交流电的方向是在不断变化的,正半周时给电容充电,有
电流流过,负半周时又给电容反向放电,又有电流通过,这么充电放电一个周期结束
过后电容两端的电压为零。
通交隔直解说
兰 图 3
图中的输入信号时一个交流和直流的叠加信号,通过 C1 通交隔直滤除了直流成分,
最终输出的是交流信号了。
容抗特性:电容对交流电的阻碍
电容能让交流电通过,但不同频率的交流电,容量大小不同的情况下,电容对交流电
的阻碍不同,即容抗不同。容抗越大阻碍作用越强。
容抗用 XC 标示: Xc=1/2πfc
频率越高,容抗越小。 容量越大,容抗越小
图 4
我们可以把容抗等效为一个电阻,阻值随频率和容量而变化。在图 4 中可以看出来,交流电
通过电容多少都会受到衰减,衰减幅度越大证明这时候容抗越大。
电容的种类
按照制作料分,主板、笔记本、液晶显示器中常用的电容有贴片陶瓷电容、瓷介电容、铅电
解电容、钽电容、固态电容等。其中贴片陶瓷电容是无极性电容,在使用中不分正负,电解
电容是有极性电容使用时要分清正负引脚。
电容的串并联:
电容串联容量减小,1/C=1/C1+1/C2
电容并联容量增大,C=C1+C2
(这和电阻的串并联特性正好相反)。
电容的应用:
1 滤波
在电源电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量
的电解电容,利用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电
压。
2.耦合
耦合电容通常采用贴片电容,应用在 PCI-E 和 SATA 的信号线上,其特征是串联在信号
电路中,作用是用来去除直流噪声,同时容抗也起到阻抗匹配作用。以保证高速信号传
输的稳定性。
3.谐振
谐振电容采用贴片电容,如图 1-11 所示,仅使用在晶振电路中,一般的容值大小为几
十 pF,分别接在晶振的两个引脚和地之间,谐振电容的参数会影响到晶振的谐振频率
和输出幅度。
4.升压
升压电容一般用在 PWM 电路中与二极管组合成升压单元,把 VCC 电压与输出电压叠后提
升到一定值给芯片 BOOT 脚供电。
5.延时
复位就是要延时一点点时间给设备供电,,这就利用了电容的两端电压不能突变的特
性,电路中接入一只复位电容,供电刚送过去时电容有一个充电的过程,电压是缓慢
上升的,很快的时间电容充满电,两端的电压才等于 VCC,这正好延时了复位需要的
时间。
电容器的检测方法与更换
电解电容常见的故障有,容量减少,容量消失、击穿短路及漏电,其中容量变化是因
电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起,而击穿与漏电一般为所加的电
压过高或本身质量不佳引起。判断电源电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量.具体
方法为:将电容两管脚短路进行放电,用万用表的黑表笔接电解电容的正极。红表笔接负极
(对指针式万用表,用数字式万用表测量时表笔互调),正常时表针应先向电阻小的方向摆动,
然后逐渐返回直至无穷大处。表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢,说明电容的容量越大,
反之则说明电容的容量越小.如表针指在中间某处不再变化,说明此电容漏电,如电阻指示
值很小或为零,则表明此电容已击穿短路.因万用表使用的电池电压一般很低,所以在测量
低耐压的电容时比较准确,而当电容的耐压较高时,打时尽管测量正常,但加上高压时则有
可能发生漏电或击穿现象.
电容的更换:要求耐压不能比原来的低,容量可偏差一点点没有关系,但也要看实际
应用电路,有些电路对电容容量要求比较严格必须相同容量代换。
注: ①电解电容有漏液、鼓包、变形为坏;
② 贴 片 电 容 表 面 必 须 无 损 伤 , 有 损 伤 则 为 坏 ( 无 法 用 万 用 表 测 出 ,
只有用替换法判断其好坏).
③并口,PS/2 口的贴片排容最易坏.
④电源 IC 旁边的电容(不接地的)一定不能乱换.
⑤声卡周边不接地的电容不能乱换
好的电容
坏的电容