本期PCBA大礼堂电子部件篇介绍电容器,电容器的主要功能是在电场中储存少量的电能,许多不同家庭的电子部件有胶囊型外壳。
功能
电容器连接直流电源的话会蓄电量积累,电源切断后也会暂时供电。即,电容器是充电电池那样的东西,能够储存(释放)电能。这种充电/放电过程非常快,但是可以用几个电阻来限制放电速度,因此电容器被用作许多电子线中的时间控制的来源。
此外,电容器还可以传输脉冲或电噪声、交流电、音频信号或其他形式的波以切断直流电源。通过该功能,电阻器可以使电源供应器输出的电位更加平滑,除去信号的极端值,防止数字线路中的不适当的激发状态,调整音频线路的频率响应,或者连接需要防止连接线路中直流功率的直接传输的原始元件。
电路图上电容器的符号如右图所示,左上角是非极性电容器,其他两个符号表示需要使用极性电容器,方向如图所示。下面的图在欧洲盛行,但令人困扰的是,非极性电容器的记号也可以用来表示极性电容器加上记号就可以了。另一方面,虽然极性电容器的符号可能没有+符号,但是表示需要使用极性电容器。
动作原理
在最简单的形式中,电容器是两个极板,分别连接着导线和直流电源。在这两张极板之间有被称为电介质的细的隔离层,通常是固体或糊状,但也会出现液体、胶体状、气体或真空的状态。
大部分的电容器极板都是由薄金属膜和金属镀层塑料膜构成的,为了尽可能缩小电容器的体积,这种膜有可能被卷成紧凑的圆柱形,或者被几个平面的皮膜交叉。
从电源供应器传输的电子倾向往负极的皮膜倾向于移动,排斥从另一个皮膜传输的电子,该过程也可以理解为在另一个基板上制作电孔或吸引正电荷。电容器拔出电源后,由于相互吸引,电板上相反的电荷平衡性很好地存在,但是时间一过电压就会慢慢消失,从传输电介质和其他管道漏出来。
许多电容器是非极性的,这表明对极性不敏感,但是如果电解质和平坦电容连接到直流电源,则方向是正确的。如果有比其他导线长的导线,一定是“正极”的导线,如果导线上有表示或折弯,则表示“负极”的导线。另一方面,坦电阻习惯上用+符号表示正极。
另外,通常,电容器侧面的箭头指“相对负极”的一端,电容器主体是铝制的圆柱体和双极引线的情况下,一端引线有绝缘材质的圆盘,电容器主体的圆形侧与另一端引线连接,在这种情况下,有绝缘圆盘的部分必定比另一端成为“正极”。
另一方面,电容器阵列表示一个以上的电容器之间分离到内部而透过外部材料而连接,有时以粘附在表面的形式进行焊接,2列式包装(Dual-inlinepackage、简称DIP、或单列式包装single-inlinepackage有时以简称SIP)的直插式晶圆形式连接。内部部件的连接形式可以分为独立、共同汇流排系统、双边公用汇流排系统3种。理论上,应当将独立连接形式称为电容器阵列,但实际上,这三种组合形式被称为电容器网络。
主要类型
电解质电容器相对便宜,外形小,能找到容量大的标准,这些特征非常一般地用于消费电子材料,特别是用于电源供给。另外,长时间使用电解电容器的话,蓄电量的能力就会提高,这个电容器中的致状物在电流流通后电介质效率会提高,但是如果数年没使用的话就会干燥,如果1粒电解电容器放置10年的话,连接电路后也可能在2个导线之间通电。
双极电解电容单封装包括两个并行电解电容,由于头部终止且极性相反,所以该组合可以应用于电压波动为0伏的上下直流电装置,具有并联的两个电解电容,极性相反在该类型的电容器情况下显示BPbipolar(双极)或NPnonpolarized、非极性)等文字,也可以应用于音信线路。在这种情况下,不通常应用极性电容器,并且非极性电解电容也比其他非极性电容更低。但是,不能避免电解容量的共同缺点。
舌容量非常紧凑,但是价格相对较高,对电压变动非常敏感,极性错误和变动过大的话可能会损坏。一般来说,在平坦容量的外侧,由于电解容量不放入铝壳而被环氧树脂覆盖,所以电介质不会蒸发或晾干。而且,表面粘结型舌容量的数量减少是因为电容大的陶瓷容量越来越容易获得,不仅体积小,而且等效电阻也小。
单层陶瓷电容器经常被用作旁路(bypass),也适用于高频和音信电路,陶瓷电容因温度而不稳定NPO型稳定,多层陶瓷电容器体积比单层小,所以越来越多的人开始使用。
法拉((farad)
电容器的存储容量单位是法拉(farad),一般省略为F。如果有用1伏特填充电位差,1秒收集1安培电流的电容器,则1fara的电容量
由于法拉是大单位,所以电子材料的电容器几乎都使用微法拉microfarad、简称mu。F)、奈法拉nanofarad、简称nF以及微微法拉picofarad、简称pF)这样的小单位通常是希腊文字mu。虽然被用于表示微(千分之一),但是例如代替10uF和10mu多使用英文字母u。F是同样的意思。pFnFmu;Fmu;FF10.0010.00灯光音响0.00灯光音响00.010.0双边公用汇流排 100.0灯光音响000.10.灯光音响000.灯光音响,000 10.0011,0000.00110,激光模组0.0110,0000.01100,激光模组00.1100,0000.11,000,双边公用汇流排,灯光音响,000,双边公用汇流排
1F等于10000000mu。F,一方1mu;F等于100万pF。也就是说,1法拉等于1兆微微法拉,其范围非常宽,单位间的换算请参照图16“微微法拉、奈法拉和微法拉的换算”。nF这个单位在欧洲经常被使用。图17“请参照微法拉和法拉的换算。法拉这个单位非常大,所以在一般的电子线路上使用的单位很少。”可以看到单位间的换算方法。
奈法拉nF这个单位在欧洲比美国更常见,1nF在美国可能表示为0.001mu。F或1000pF,同样地,10nF容量几乎表示为0.01mu。另一方面,0。1nF容量有时显示为100pF。
欧洲系统的电路图使用数字符号代替小数点,例如4.7pF的容量4p7,6.8nF的容量可以表示为6n8、3.3mu。F的容量显示为3mu。3等。