電容器是任何電子設備電路的元件之一,其主要功能是儲存能量,然後將其返回電路。該行業提供種類繁多的電容器,它們的類型、容量、尺寸和應用各不相同。

電容器的工作原理和特點
電容器的裝置由兩塊金屬板組成,兩塊金屬板被一層薄薄的電介質隔開。極板的尺寸和排列比例以及介電材料的特性決定了電容指數。
任何類型的電容器的設計開發都是為了在最小尺寸的基礎上獲得最大電容,以節省器件印刷電路板上的空間。外觀上最流行的形式之一是桶形,金屬板在桶內扭曲,它們之間有電介質。第一個電容器於 1745 年在萊頓市(荷蘭)發明,被稱為“萊頓罐”。
組件的工作原理是充電和放電的能力。由於極板彼此之間的距離很小,因此可以充電。被電介質隔開的附近電荷相互吸引並停留在板上,因此電容器本身存儲能量。斷開電源後,組件準備好在電路中返回能量,即放電。

決定工作性能、質量和耐久性的參數和特性:
- 電容量;
- 特定容量;
- 允許偏差;
- 電氣強度;
- 自己的電感;
- 介電吸收;
- 損失;
- 穩定;
- 可靠性。
存儲電荷的能力決定了電容器的電容。在計算容量時,您需要知道:
- 覆蓋面積;
- 板之間的距離;
- 介電材料的介電常數。
為了增加電容,需要增加極板的面積,減少它們之間的距離,並使用材料具有高介電常數的電介質。
法拉 (F) 用於表示電容——一種以紀念英國物理學家邁克爾·法拉第而得名的測量單位。但是,1 法拉太大。例如,我們星球的容量小於 1 法拉。在無線電電子學中,使用較小的值:微法(µF,百萬分之一法拉)和皮法(pF,百萬分之一微法)。
比電容由電容與電介質的質量(體積)之比計算得出。該指標受幾何尺寸的影響,通過減小電介質的體積來增加比電容,但這會增加擊穿的風險。
容量護照值與實際值的允許偏差決定了準確度等級。根據 GOST,有 5 個精度等級決定了未來的使用。最高精度等級的組件用於高響應電路中。
介電強度決定了保持電荷和保持工作特性的能力。留在板上的電荷趨向於彼此,作用於電介質。抗電強度是電容器的一個重要特性,它決定了它的使用時間。如果操作不當,將發生電介質擊穿,組件將失效。
在帶有電感的交流電路中考慮了自感。對於直流電路,不予考慮。
介電吸收 - 快速放電過程中極板上出現電壓。吸收現像被考慮到高壓電氣設備的安全運行,因為如果發生短路,會有生命危險。
損耗是由於電介質的低電流傳輸造成的。當電子設備的元件在不同的溫度條件和不同的濕度下運行時,損耗的品質因數會產生影響。它還受工作頻率的影響。在低頻下,電介質中的損耗會影響到高頻 - 在金屬中。
穩定性是一個電容器參數,它也受環境溫度的影響。其影響分為可逆的(以溫度係數為特徵)和不可逆的(以溫度不穩定性係數為特徵的)。
電容器的可靠性主要取決於工作條件。故障分析表明,在 80% 的情況下,故障是導致故障的原因。
根據用途、類型和應用領域,電容器的尺寸也不同。最小的和最小的,尺寸從幾毫米到幾厘米不等,用於電子產品,而最大的則用於工業。
目的
儲存和釋放能量的特性決定了電容器在現代電子產品中的廣泛使用。與電阻器和晶體管一起,它們是電氣工程的基礎。沒有一個現代設備不會以某種方式使用它們。
它們的充電和放電能力以及具有相同特性的電感在無線電和電視技術中得到了積極應用。電容和電感的振盪電路是發送和接收信號的基礎。改變電容器的電容可以改變振盪電路的頻率。例如,無線電台可以在自己的頻率上傳輸,無線電可以連接到這些頻率。
一個重要的功能是平滑交流紋波。任何由交流電源供電的電子設備都需要濾波電容來產生高質量的直流電。
充電和放電機制在攝影設備中得到了積極的應用。所有現代相機都使用閃光燈進行拍攝,這是由於快速放電特性而實現的。在這個領域,使用能很好地儲存能量但緩慢釋放的電池是無利可圖的。而電容則相反,瞬間釋放出所有儲存的能量,足以產生閃光。
電容器產生高功率脈衝的能力用於雷達和激光的製造。
電容器在電報和電話以及遠程機械和自動化中起到火花熄滅觸點的作用,在這些領域需要切換高負載繼電器。
長輸電線的電壓調節是通過使用補償罐進行的。
現代電容器,由於其功能,不僅用於無線電電子領域。它們用於金屬加工、採礦、煤炭工業。
主要品種
由於電子設備的應用和操作條件的多樣性,存在種類和特性各不相同的各種組件。主要劃分是按類別和使用的電介質類型。
電容器的種類,按等級劃分:
- 容量恆定;
- 容量可變;
- 調音。
每個電子設備都使用恆定電容元件。
為了改變電路的電容和參數,例如振盪電路中的頻率,使用可變電容的電容器。在他們的設備中,他們有幾節金屬活動板,這確保了他們工作的耐用性。
微調電容器用於設備的一次性調整。它們具有各種電容額定值(從幾皮法到幾百皮法),額定電壓高達 60 伏。沒有它們的使用,就不可能對設備進行微調。
電容器的種類,按電介質的種類劃分:
- 陶瓷電介質;
- 帶薄膜電介質;
- 電解;
- 電離器。
陶瓷的以一小塊陶瓷材料的形式製成,上面噴有金屬引線。這種電容器具有不同的特性,可用於高壓和低壓電路。
對於低壓電路,最常使用容量從幾十皮法到微法單位的環氧樹脂或塑料外殼中的多層小型元件。它們用於無線電電子設備的高頻電路,可以在惡劣的氣候條件下工作。
對於高壓電路,較大的陶瓷電容器製成容量從幾十皮法到幾千皮法不等。它們用於脈衝電路和電壓轉換設備。

薄膜電介質有不同的類型。其中最常見的是具有高強度的lavsan。不太常見的是聚丙烯電介質,它具有較低的損耗,用於高壓電路,例如聲音放大電路和中頻電路。
一種單獨的薄膜電容器正在啟動,用於啟動發動機時,由於它們的高電容和特殊的介電材料,減少了電動機的負載。它們的特點是高工作電壓和電無功功率。
電解電容器採用經典設計製造。機身由鋁製成,內部是軋製金屬板。金屬氧化物化學沉積在一個板上,液體或固體電解質沉積在第二個板上,形成電介質。多虧了這種設備,電解電容器的容量很大,但隨著時間的推移,它們使用的特點是它的變化。
與陶瓷電容器和薄膜電容器不同,電解電容器具有極性。它們又分為非極性、無此缺點、徑向、微型、軸向。它們的應用範圍是傳統計算機和現代微機技術。
最近出現的一種特殊類型是電離器。在它們的設計中,它們類似於電解電容器,但它們的特點是容量大(高達法拉單位)。但是,它們的使用僅限於幾伏的小最大電壓。超級電容器用於存儲內存:如果手機或微型電腦中的電池耗盡,存儲的信息不會丟失,無法挽回。

除了很久以前出現並且傳統上使用的輸出版本中的組件外,現代組件還以 SMD 版本生產,或者,也稱為表面貼裝。例如,陶瓷可以生產各種尺寸的外殼,從最小的(1 mm x 0.5 mm)到最大的(5.7 mm x 5 mm),相應的電壓從幾十伏到幾百伏。
電解電容器也可以製成表面貼裝封裝。這些可以是標準的鋁電解電容器,也可以是鉭電容器,它們看起來有點像陶瓷電容器,但與它們的不同之處在於更高的電容和更低的損耗。它們可以是固定的和非固定的 SMD。
鉭電容器的一個特點是使用壽命長、損耗最小、電容限值略低,但同時它們的特點是價格高。它們用於需要高電容的高響應電路中。
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