5.3 电容器的主要参数
电容器的主要参数有标称容量、允许偏差、额定工作电压、温度系数、漏电流、绝缘电阻、损耗角正切值和频率特性。
(1)电容器的标称容量 电容器上标注的电容量称为标称容量,即表示某具体电容器容量大小的参数。
标称容量也分许多系列,常用的是E6、E12系列,这两个系列的设置同电阻器一样。电容基本单位是法[拉],用字母“F”表示,此外有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)。它们之间的关系为1=103mF=106μF=109nF=1012pF。
(2)电容器的允许误差 电容器的允许偏差含义与电阻器相同,即表示某具体电容器标称容量与实际容量之间的误差。固定电容器允许偏差常用的是±5%、±10%和±20%。通常容量越小,允许偏差越小。
(3)电容器的额定工作电压 额定工作电压是指电容器在正常工作状态下,能够持续加在其两端的最大直流电压或交流电压的有效值。通常情况下电容器上都标有其额定电压,如图5-15所示。
图5-15 电容器上标有的额定电压
额定电压是一个非常重要的参数,通常电容器都是工作在额定电压下。如果工作电压大于额定电压,那么电容器将有被击穿的危险。
常用的固定电容器工作电压有6.3V、10V、16V、25V、50V、63V、100V、400V、500V、630V、1000V、2500V。
(4)电容器的温度系数 温度系数是指在一定环境温度范围内,单位温度变化对电容器容量变化的影响。温度系数分正温度系数和负温度系数,其中具有正温度系数的电容器随着温度的增加则电容量增加,反之具有负温度系数的电容器随着温度的增加则电容量减少。温度系数越低,电容器就越稳定。
提示:在电容器电路中往往有很多电容器进行并联。并联电容器往往有这样的规律:几个电容器有正温度系数,而另外几个电容器有负温度系数。这样做的原因在于:在工作电路中,电容器自身温度会随着工作时间的增加而增加,致使一些温度系数不稳定的电容器的电容发生改变而影响正常工作,而正负温度系数的电容器混并后则一部分电容器随着工作温度的增高而电容量增高,而另一部分电容器随着温度的增高而电容量却减少,这样总的电容量则更容易控制在某一范围内。
(5)电容器的漏电流 理论上电容器有通交阻直的作用,但在有些时候,例如高温高压等情况下,当给电容器两端加上直流电压后仍有微弱电流流过(这与绝缘介质的材料密切相关),这一微弱的电流被称为漏电流。通常电解电容器的漏电流较大,云母电容器或陶瓷电容器的漏电流就相对较小。漏电流越小,电容器的质量就越好。
(6)电容器的绝缘电阻 电容器两极间的阻值即为电容器的绝缘电阻。绝缘电阻等于加在电容器两端的直流电压与漏电流的比值。一般电解电容器的漏电阻相对于其他电容器的绝缘电阻要小。
电容器的绝缘电阻与电容器本身的材料性质密切相关。
(7)电容器的损耗角正切值 损耗角正切值又称为损耗因数,用来表示电容器在电场作用下所消耗能量。在某一频率的电压下,电容器有效损耗功率和电容器的无功损耗功率的比值,即为电容器的损耗角正切值。损耗角正切值越大,电容器的损耗越大,损耗较大的电容器不适合在高频电压下工作。
(8)电容器的频率特性 电容器的频率特性通常是指电容器的电参数(如电容量、损耗角正切值等)随电场频率而变化的性质。在高频下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,因此电容量将相应减小。与此同时,它的损耗将随频率的升高而增加。此外在高频工作时,电容器的分布参数(如极片电阻、引线和极片接触电阻、极片的自身电感、引线电感等)都将影响电容器的性能,由于这些因素的影响,使得电容器的使用频率受到限制。
不同品种的电容器,最高使用频率范围不同。小型云母电容器最高工作频率在250MHz以内,圆片形瓷介电容器最高工作频率为300MHz,圆管形瓷介电容器最高工作频率为200MHz,圆盘形瓷介电容器最高工作频率为3000MHz。