电容器 端电压 电容

Q1：什么是电容器端电压？它与电容有何关系？
A：电容器端电压指两极板之间的电位差（U），与存储电荷量（Q）成正比关系，数学表达式为Q=CU。其中C为电容值，单位为法拉（F）。当电容器充电时，端电压随电荷积累线性上升；放电时则呈指数衰减。两者关系符合基本电容公式U=Q/C，这决定了电容器的储能特性。
Q2：如何通过端电压计算电容值？
A：可通过以下方法精确计算：
1. 恒流充电法：记录充电电流I和时间t，使用公式C=It/U
2. 交流阻抗法：在交流电路中测量容抗Xc=1/(2πfC)，推导出C值
3. 谐振法：利用LC谐振频率公式f=1/(2π√LC)反推电容
专业建议：测量时应确保温度稳定（25±2℃），使用精度≥0.5%的LCR表，注意消除引线电感影响。
Q3：实际应用中如何选择合适电容？
A：需综合考量三个关键参数：
1. 额定电压：必须大于电路最大端电压的1.5倍
2. 容量公差：高频电路选±5%，普通电路±20%即可
3. ESR值：开关电源优先选低ESR电解电容（＜0.1Ω）
实用技巧：在滤波电路中，建议并联10nF陶瓷电容吸收高频噪声，搭配大容量电解电容（如100μF）稳定电压。
Q4：端电压异常有哪些常见表现？如何排查？
A：典型故障包括：
– 电压爬升缓慢：可能电解液干涸导致容量衰减
– 电压骤降：介质漏电流过大（＞标准值10倍应更换）
– 纹波电压超标：ESR增大或容量不足
排查步骤：
1. 用万用表测量静态端电压
2. 使用电容表检测实际容量
3. 示波器观察充放电曲线
4. 红外热像仪检查异常温升点
Q5：电容器的温度特性如何影响端电压？
A：温度变化会显著改变介质特性：
– 电解电容：温度每升高10℃，寿命缩短约50%
– 陶瓷电容：X7R型容量变化±15%（-55℃~+125℃）
– 薄膜电容：聚丙烯材质温度系数-200ppm/℃
建议措施：高温环境应留出20%电压裕量，低温环境需预热或选用C0G/NP0等稳定材质。