電容的作用和工作原理 電容具有什么特點(diǎn) 簡(jiǎn)述電容特性

• 電容基礎(chǔ)概念

電容，也叫電容器，顧名思義它是一種存儲(chǔ)電荷的器件。

中學(xué)課本中對(duì)電容定義是：電容器的電容C為電容器所帶的電荷量Q與電容器兩極板間電勢(shì)差U的比值。即C=Q/U，這是電容的定義式。

電容的含義：描述電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。電容的單位：法拉，符號(hào)F，1F=10^6μF=10^9nF=10^12pF。

中學(xué)階段我們接觸到的電容都是基于一個(gè)平行板的模型電容，電容的容值影響因素是：平行板電容器的電容C與極板的正對(duì)面積S成正比，與極板間電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr成正比，與極板間距離d成反比。C=εrS/4πkd，這是電容的決定式。

• 電容到底長(zhǎng)什么樣子

課本中的物理知識(shí)概念往往都是由理想模型引出的，一般都看不見(jiàn)摸不著，所以很多時(shí)候我們學(xué)了各種知識(shí)點(diǎn)之后都不清楚這東西到底是啥呀？導(dǎo)致我們即使在現(xiàn)實(shí)生活上遇到了也不知道它是什么，那么電子產(chǎn)品中實(shí)際的電容是長(zhǎng)什么樣的呢？

實(shí)際電容的形式還有很多種類，后面做實(shí)物設(shè)計(jì)時(shí)再進(jìn)一步了解。下面分享一張圖簡(jiǎn)單了解一下電容分類：

• 電容的主要特性

標(biāo)稱電容量和允許偏差： 標(biāo)稱電容量是標(biāo)注在電容器上的電容量。電解電容器的容值，取決于在交流電壓下工作時(shí)所呈現(xiàn)的阻抗。因此容值，也就是交流電容值，隨著工作頻率、電壓以及測(cè)量方法的變化而變化。

額定電壓： 在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值，一般直接標(biāo)注在電容器外殼上，如果工作電壓超過(guò)電容器的耐壓，電容器擊穿，造成不可修復(fù)的永久損壞。

絕緣電阻 ：直流電壓加在電容上，并產(chǎn)生漏電電流，兩者之比稱為絕緣電阻。

損耗： 電容在電場(chǎng)作用下，在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。

各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值，電容的損耗主要由介質(zhì)損耗，電導(dǎo)損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。

頻率特性： 隨著頻率的上升，一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。

漏電流： 電容器的介質(zhì)對(duì)直流電流具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液，在施加電壓時(shí)，重新形成的以及修復(fù)氧化膜的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流。通常，漏電流會(huì)隨著溫度和電壓的升高而增大。

阻抗 Z： 在特定的頻率下，阻礙交流電流通過(guò)的電阻即為所謂的阻抗（Z）。

它與電容等效電路中的電容值、電感值密切相關(guān)，且與 ESR 也有關(guān)系。

• 電容的作用

課本中介紹電容時(shí)會(huì)說(shuō)電容具有通交隔直的特性，但這種特性到底有什么用呢？竟然還使得電容成為電子產(chǎn)品中不可或缺的一部分，那他到底有什么神奇的作用呢？通過(guò)什么介紹我們知道理論中的電容是理想型的，但實(shí)際使用中的電容都是非理想狀態(tài)的，各種材料都會(huì)對(duì)電容的容值，壽命，阻率有影響，所以根據(jù)不同的使用場(chǎng)景都需要選擇相應(yīng)的類型，每種類型的電容對(duì)電路產(chǎn)生的作用不盡相同。

下面介紹一下不同場(chǎng)景中電容的作用：

濾波： 濾除雜波。大電容濾低頻，小電容濾高頻。

去耦、旁路： 將系統(tǒng)中的高頻噪聲旁路到 GND（地電平），一般是在電源引腳與 GND 間并聯(lián)小容值電容（典型為 0.1uF），用來(lái)濾除高頻噪聲，使電壓穩(wěn)定干凈。

去耦與旁路電容的區(qū)別：去耦電容是用于濾除輸出信號(hào)的干擾（例如穩(wěn)壓器的輸出引腳），而旁路電容是用于濾除輸入信號(hào)的干擾（例如單片機(jī)的電源引腳）。去耦電容一般比較大（10uF 以上），而旁路電容一般根據(jù)諧振頻率選定（0.1/0.01uF）。

調(diào)諧： 用于調(diào)節(jié)振蕩電路的頻率，使其與另一個(gè)正在發(fā)生振蕩的電路諧振。

耦合： 阻直通交，電容與其后面的負(fù)載形成濾波器，濾除了低頻信號(hào)，保留了高頻信號(hào)，形成一個(gè)高通濾波器。

耦合電容用于連接兩個(gè)電路，只允許交流信號(hào)通過(guò)給電容充放電，傳輸?shù)较乱患?jí)電路

儲(chǔ)能： 用于收集電荷，儲(chǔ)能并使用。

• 總結(jié)

電容在實(shí)際生活中使用眾多，三言兩語(yǔ)只能了解冰山一角，更重要的是在實(shí)際使用中去理解他的特性和作用，理論知識(shí)往往只是了解某一事務(wù)時(shí)的一種學(xué)習(xí)手段，實(shí)際使用時(shí)情況會(huì)更復(fù)雜，需要通過(guò)理論加以分析再運(yùn)用實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正。這一節(jié)的內(nèi)容到此結(jié)束，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤歡迎拍磚！