Q1:什么是电容器?它的核心参数有哪些?
电容器是存储电荷的被动电子元件,由两个导体极板和中间的绝缘介质构成。核心参数包括:
- 标称容量:单位法拉(F),常用微法(μF=10⁻⁶F)和皮法(pF=10⁻¹²F)
- 额定电压:电容器能承受的最大工作电压
- 容值误差:通常标注为±5%、±10%或±20%
- 等效串联电阻(ESR):影响高频性能的关键参数
Q2:电容器容量如何计算?
基本计算公式为:Q=CV(电荷量=电容×电压)。实际工程中常用:
C = ε₀εr·A/d
其中ε₀为真空介电常数(8.85×10⁻¹²F/m),εr为介质相对介电常数,A为极板面积,d为极板间距。例如:采用陶瓷介质(εr=2000)的5mm²极板间距0.1mm时,容量约8.85nF。
Q3:不同单位之间如何换算?
常见单位换算关系:
| 单位 | 换算关系 |
|---|---|
| 1法拉(F) | 1,000,000微法(μF) |
| 1微法(μF) | 1,000纳法(nF) |
| 1纳法(nF) | 1,000皮法(pF) |
实际应用中需注意:电解电容常用μF,陶瓷电容多用nF/pF,超级电容以F为单位。
Q4:实际电路中如何计算所需电容?
根据应用场景选择计算公式:
- 滤波电容:C ≥ (I × Δt)/ΔV,其中I为纹波电流,Δt为放电时间
- 定时电路:T=RC×ln(2),R为电阻值,T为充放电周期
- 电源退耦:建议每0.1A电流配备100μF电容
实际应用中需预留20%余量,并考虑温度对电容量的影响(温度系数可达±15%)
Q5:电容器选型有哪些注意事项?
- 工作电压需留出30%安全余量
- 高频电路优先选择低ESR的陶瓷电容
- 电源滤波选用铝电解电容时需配合高频陶瓷电容
- 注意电容的自谐振频率(SRF)是否匹配工作频率
- 贴片电容需考虑机械应力对容值的影响
建议使用LCR表实测关键参数,并参考元器件datasheet中的寿命曲线。
