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亚博真人娱乐App官网,可变电容器的作用及工作原理

2017-02-24 13:44分类:电子元器件 阅读:

 

   电容器简称电容,是最常见的电子元器件之一。在各种电子制作中,除了电阻器用量最大以外,电容器用量一般居第二位。
    电容器的基本构造如图2-1所示:两块相距很近并且中间夹着绝缘介质(固体、气体或液体)的导电极板就构成了一个简单的电容器。电容器具有阻止直流电通过,而允许交流电通过(同时有阻碍作用)的特性,因此常用于振荡电路、调谐电路、滤波电路、旁路电路和耦合电路等。
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    电容器按其结构可分为固定电容器和可变电容器两大类。按介质分类则有纸介电容器、瓷介电容器、有机薄膜介质电容器、电解电容器、空气电容器等几种。电容器的电性能和应用场合在很大程度上取决于介质的种类。

    固定电容器
    固定电容器是指容量不能人为改变的电容器,它可分为无极性固定电容器与有极性固定电容器两大类。电子爱好者常说的“电容器”,一般指的就是各种固定电容器。
    (1)种类及特点
    固定电容器的产品种类繁多,结构形态各异,图2-2所示给出了电子爱好者常用的几种固定电容器实物外形图,表列出了它们的品种和亚博真人娱乐App。
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常用固定电容器的品种和亚博真人娱乐App表格
类型 名称 亚博真人娱乐App
无极性 金属化纸介电容器(CJ型) 体积小,容量大,价格便宜,适合于低频电路和对稳定性要求不高的电路。
云母电容器(CY型) 损耗小,耐高压、高温,性能稳定,但容量小,尤其适用于高频振荡电路。
瓷介电容器(CC或CT型) 体积小,损耗小,耐高温,容量范围较宽,在高频和低频电路均有应用。
涤纶电容器(CL型) 体积小,容量大,但损耗大,稳定性较差,适合于旁路(和电阻器并联)等低频电路
聚苯乙烯电容器(CB型) 漏电小,损耗小,性能稳定,电容量误差非常小,可用于高、低频电路中。
聚丙烯电容器( CBB) 电性能与聚苯乙烯电容器相似,但单位体积电容量较大,能耐+100℃以上高温,温度稳定性稍差。
有极性 铝电解电容器(CD型) 电容量大,但漏电流也大,价格便宜,广泛用于直流和脉动电路中作滤波、旁路和低频耦合,也可作为储能电容器。
钽电解电容器(CA型) 体积较小,漏电流小,耐高温,寿命长,可靠性高,但价格较高,可替代铝电解电容器。
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    电容器的主要技术参数有电容量、额定直流工作电压和电容量允许偏差等。
    电容器的电容量是指它储存电荷能力的大小,这是由电容本身构造所决定的,电容器的极板面积越大、介质越薄、介电常数(由介质种类决定)越大,电容量就越大;反之,电容量就越小。
    电容量的基本单位是法拉,用字母“F”表示。这个单位很大,通常用它的百万分之一做单位,称为微法(μF),更小的单位是皮法(pF),也叫微微法,它们之间的关系是:
    1法拉(F) =10微法(μF)
    1微法(μF)=10皮法( pF)
    电容器的额定直流工作电压简称为“耐压”。电容器工作电压超过耐压值,就会击穿里面的绝缘介质,造成不可修复的损坏。电容器的耐压一般都标在它的外壳上。
    电容器的允许偏差(常称“误差”)是指它容量的实际值和标称值之差与标称值的百分比数,通常分3个等级:I级为±5%、Ⅱ级为±10%、Ⅲ级为±20%。普通铝电解电容器的允许偏差较大,甚至达-30%~100%。
(3)标识方法
  目前,大多数国产电容器都按照图2-3所示,把产品的标称容量、耐压、误差等级等直接标印在外壳上,称为“直接标志法”。有时还可将单位符号省略,其规定是:容量若用小数点表示,则省略的单位应该是微法(μF);若是整数,则单位是皮法( pF)。而对于几到几千微法的大容量电容器,标印单位不允许省略。另外,若容量是零点零几,常把整数位的“0”省去,例如,某电容器标称容量为“0.01μF”,常标注为“.01μF”。
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    对于体积较小的电容器来讲,采用“直接标志法”显然有一定难度。实际上,国内外生产的电容器规格数值标志法还有许多种,其中使用最为普遍的是国际亚博委员会推荐的“数字符号法”,其具体规则是:用2-4位数字和1个字母表示电容量。其中数字表示有效数值,字母表示数值的量级,即p表示皮法( 10¹²F),n表示毫微法(10F),斗表示微法( 10F),m表示毫法(10³F)。同时,字母还表示小数点的位置,例如,1p5表示1.5pF,4μ7表示4.7μF。电容量误差也用字母表示,它们的含义是:F=±1%,G=±2%,J=±5%,K=±10%,L=±15%,M=±20%,N=±30%等。图2-4给出了几种电容器的数字符号标志法实例,读者通过仔细对比,可尽快掌握规律要领,达到举一反三的效果。
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    现在还有一种“数码标志法”,应用也很普遍,它的规则是:数码一般为3位数,从左算起,第1、2位数为有效数字,第3位数为倍乘位,表示有效数字后面跟的“0”的个数。数码标志法的容量单位为皮法( pF)。例如,某电容器标有104K字样,它表示电容量为0.1μF,误差±10%,千万不要把它当作是104kΩ的电阻器。图2-5是数码标志法的两个实例。需要另外说明的是,如果第3位是“9”,则表示倍乘数为10¹,而不是10,,例如:  “339”表示33×10¹pF,即3.3 pF。可见,凡第3位数字为“9”的电容器,其容量必为1~9.9pF。
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    电解电容器作为一种有极性的固定电容器,其外壳除了标明容量和耐压等以外,还采用明显的箭头符号或文字说明来标识清楚引脚的正、负极性,详见图2-6。
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    可变电容器
    可变电容器也叫可调电容器,它是指容量大小可以调节的电容器。这类型的电容器按使用场合和要求的不同,可划分成容量需要经常改变的可变电容器和容量一经调整好就固定下来不再经常改变的微调电容器两大类。
    (1)可变电容器
    可变电容器的电容量可以在一定的范围内匀滑地改变,多用于收音机的调谐回路中等,其外形如图2-7所示。可变电容器由多层定片和多层动片构成电容器的极板。定片与支架一起固定,动片与轴柄相联可自由转动,通过改变动片与定片的对应面积,可实现电容量的连续调节。常用可变电容器根据动片与定片之间所用介质的不同,可分为体积较大的空气可变电容器和体积较小的有机薄膜(多元乙烯薄膜)可变电容器两种;如果按动片组数来分,有单连、双连和多连电容器3种;按各连电容量是否相同来分,有等容和差容两种。在图2-7中,左边的空气可变电容器为双连差容式,右边的有机薄膜可变电容器为双连等容式。
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    可变电容器的动片全部旋入定片时容量最大,有270pF、360pF等几种;旋出时最小容量只有几皮法可变电容器的容量变化范围常用分数法表示,分子表示最小容量,分母表示最大容量,常见的容量规格有:7/270pF,12/360pF等几种。如果是双连等容可变电容器,则容量值用最大容量乘以2表示,如2×270pF、2×360pF等。如果是双连差容可变电容器,两连最大容量值用分数表示,如60/127pF、250/290pF等。
    (2)微调电容器
    微调电容器又叫半可变电容器,顾名思义,它是起微量调节作用的,常用于需要将电容量调整得很准确,同时在使用过程中又不再要求改变电容量的一些电路中。对微调电容器最重要的要求是保持既定电容量的可靠性。
   微调电容器的种类很多。按介质材料可分为空气微调电容器、瓷介微调电容器、有机薄膜微调电容器和云母微调电容器等,还有单连、双连、多连之分。图2-8给出了两种最常见的微调电容器的实物外形图。其中,瓷介微调电容器由两块被银瓷片构成,下面一块是定片,上面的是动片,动片可随转轴旋转。因为两块瓷片上被银的部分面积不到半圆,所以转轴旋转时可以改变容量。有机薄膜微调电容器以聚脂薄膜作介质,用单层或多层磷铜片作定片和动片,体积比瓷介微调电容器要小。
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    微调电容器的容量变化范围也用分数法表示,其常见的容量规格有:3/10pF、5/20pF、7/25pF等几种。
 
    电路符号
    图2-9给出了几种电容器的电路符号,其图形符号形象地表示了电容器的结构:两条平行的粗线就好像是电容器的两片极板,两条细线代表引出线。电解电容器的图形符号中,还用“+”号表示电容器的正极片,由它引出的细线为正极引线,另一根引线则为负极引线,微调或可变电容器的图形符号画有带短线或箭头的长斜线,通常有短线或箭头一端的引线表示接电容器的定片,另一端的引线则接电容器的动片或接地端。对于双连(或多连)可变电容器,在按动、定片连数画出电容器图形符号后,还用虚线将各电容器图形符号的斜线尾端连接起来,表示各动片连动(即同时节)。
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    电容器的文字符号是C。一般在图形符号旁标出文字符号,并注明电容量数值和单位。习惯上,凡不带小数点的整数,若不标注单位,则是皮法( pF),例如,300pF电容在图上只标300就可以了。凡带小数点的数,若不标单位,则是指微法(μF),例如,标注3.3就是3.3μF,0.01就是0.01μF。这一单位符号省略规定,与电容器外壳上所采用的“直接标志法”是完全一致的。
    在一般电子制作中,由于电源电压远低于常用无极性电容器的耐压值,所以电路图中通常不标注所用电容器的耐压值。电解电容器符号旁则经常注明所需耐压值,如33μF/16V字样等。
    电容器种类繁多,各有特点。在电路中到底要选哪种电容器,从符号上是看不出来的,还需看有关的文字说明。如无说明,在简单电子制作中,只要容量和耐压满足要求,可以用任何型号的电容器。

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