有極性電容與無極性電容的概述
理想的電容,本來是沒有極性的。但是在實際中,為了獲得大容量,就使用了某些特殊的材料和結構,這就導致了實際的電容有些是有極性的。常見的有極性電容有鋁電解電容,鉭電解電容等。電解電容一般是容量相對比較大的。如果要做一個大容量的無極性電容,就沒那么容易了,體積會變得很大。這就是為什么在實際的電路中,為什么會有那么多的有極性電容了——因為它體積比較小,同時又因為這樣的電路中電壓只有一個方向,所以有極性的電容就能派上用場。我們使用有極性的電容,就是避開它的缺點,利用它的優點。我們可以這樣來理解:有極性的電容實際上是一個只能按一個電壓方向使用的電容。而無極性的電容,則兩個電壓方向都能使用。因此,單從電壓方向這一點上來說,無極性的電容是比有極性的電容要好的。使用無極性的電容代替有極性的電容是完全可以的——只要容量、工作電壓、體積等能滿足要求即可替換。
有極性電容的識別
低于1μF的低值電容大多數是無極性之分的,但是具有1μF或更大電容值的電容幾乎都是有正負極之分的。至今為止,常用有極性電容就是電解電容,鉭電容也是有極性電容。安裝在印制板上的電容,在其外殼上接近引線之處以符號"+"和"-"標出其極性,實際上,大多數新型電容只有"-"號。這些標志并不是必須的,因為極性電容的正引線總會長一些。即使是標志磨損或者被完全抹去,立刻就能夠辨認出極性。接錯了有極性的電容在有些場合可能使它損壞。還值得指出,即使較小的反向電壓和電流也可能損害某些有極性的電容。這樣的有極性電容并沒有任何外部損壞的跡象,但如果這時正確地把它用在電路中卻會表現出低于標準的性能。鉭電容和一些電解電容在反向電壓下損壞率較大。
有極性電容于無極性電容的區別
原理上相同。
(1)都是存儲電荷和釋放電荷;
(2)極板上的電壓(這里把電荷積累的電動勢叫電壓)不能突變。
(3)區別在于介質的不同、性能不同、容量不同、結構不同致使用環境和用途也不同。反過來講,人們根據生產實踐需要,實驗制造了各種功能的電容器來滿足各種電器的正常運行和新設備的運轉。隨著科學技術的發展和新材料的發掘,更優質、多樣化的電容器會不斷涌現。
介質不同
介質是什么東西?說穿了就是電容器兩極板之間的物質。有極性電容大多采用電解質做介質材料,通常同體積的電容有極性電容容量大。另外,不同的電解質材料和工藝制造出的有極性電容同體積的容量也會不同。再有就是耐壓和使用介質材料也有密切關系。無極性電容介質材料也很多,大多采用金屬氧化膜、滌綸等。由于介質的可逆或不可逆性能決定了有極、無極性電容的使用環境。
性能不同
性能就是使用的要求,需求大化就是使用的要求。如果在電視機里的移相、移相等用途上。
結構不同
原則上講不考慮尖端放電的情況下,使用環境需要什么形狀的電容都可以。通常用的電解電容(有極性電容)是圓形,方型用的很少。無極性電容形狀千奇百變。像管型、變形長方形、片型、方型、圓型、組合方型及圓型等等,看在什么地方用了。當然還有無形的,這里無形指的就是分布電容。對于分布電容在高頻和中頻器件中決不可忽視。
容量不同
一般有極性的電解電容都是圓柱體的,容量較大 100uF/220V 1000uF/220V都常見,但是無極性的100UuF容量的就很少見,而且價格不菲。貼片稍微便宜一點,鉭電容更貴。無極性電容體積小,價格低,高頻特性好,但它不適合做大容量 。像瓷片電容、獨石電容、聚乙烯(CBB)電容等都是,瓷片電容一般用在高頻濾波、震蕩電路中比較多。
功能上是一樣的。主要區別是在容量上,受材料結構的影響,一般無極性電容的容量都比較小,一般在10uF以下,而極性電容的容量普遍較大。
比如在進行電源濾波的時候,你不得不使用大容量的極性電容。
電路設計的一個基本原則就是要求設計者充分了解和掌握現實中的元器件,所用的元器件盡量是標準件,通用件,好是市場上普通的型號(元器件的通用性越好,采購越容易,供貨商產量越大,采購成本越低)。對于圖紙中所用元器件,要是只有定做才能獲得的材料,其成本肯定不低。如果是定做都不能獲得,那這張設計圖就等同于廢紙。
PS:你說的只是電源退耦電容,大電容適合濾除低頻信號,小電容濾除高頻信號(原理見電路基礎,容抗與頻率的關系部分)。
不過退耦僅僅是電容的一個作用,電容還有其他作用,不同種類的電容特性,用法都有很大差異,原理圖上的電容只是一個符號而已,背后的技巧多著呢。這方面跟經驗很有關系,不可能速成,只能通過實踐慢慢積累。
審核編輯:劉清
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