什么是電容

這是一種在直流電路中用處甚少的器件，但在交流電路（電壓與電流變化的電路）中卻非常有用的器件。

兩個相互靠近的極板就構成了一個電容，也正因為如此，在信號高速變化的電路板上，由于兩條銅箔導線構成的電容會改變電路參數造成電路失常，所以在高速PCB布線時需要特別注意這一點。電容在電路中用字母C表示，單位是F（法拉），還有更小的單位，它們之間的換算為 1F = 1000mF = 1000000uF , 1uF = 1000nF = 1000000pF

電容符號

文章較長，越后面涉及的內容越深，請耐心品讀

常見的電容

電解電容特點是容量大，耐壓較高，缺點是漏電流大。因為長得像水塔，性能也像水塔，所以像電源濾波這種電流變化快的電路是非常容易看到它的存在的，旁路，音頻耦合也有它的身影。電解電容是有極性電容，使用時要注意極性，任何電容所加的電壓也不可高于其耐壓，水塔爆炸的威力可是不小的哦。電解電容的容量和耐壓已經直接標在外殼了，直接讀取即可

貼片電解電容

CBB電容也稱聚丙烯電容，這是一種無極性電容，因能代替大部分聚苯或云母電容，性能也相近，所以這一類電容統稱成CBB電容，CBB電容多用于諧振，耦合，降壓和交流電機的啟動（若有想了解具體的啟動電容在交流電機里的作用可以評論留言，我會專門發一篇文章講解），在一些使用小型蓄電池的充電手電筒里面最容易見到由CBB電容構成的阻容降壓電路。容量采用三位數標法，第一和第二位表示有效數，第三位表示乘數，單位是pF,例如224表示22*10^4 = 220000pF = 220nF

CBB電容

交流電機啟動用CBB電容

瓷片電容分高壓和低壓瓷片電容，通常用于高穩定振蕩回路中，作為回路、旁路電容，高壓瓷片電容常用于倍壓整流電路中，常見于高電壓電路，比如電蚊拍。低壓瓷片電容常見于磁帶播放機或收音機里（一般使用電壓不會高于20V）

低壓瓷片電容

高壓瓷片電容

安規電容因其失效后，不會導致電擊，不危及人身安全，而常用于抗干擾電路中的濾波作用，在開關電源的EMI濾波電路中常見到它的身影，開關電源中的X電容和Y電容只是接法不同，其電容本質都是這種電容

安規電容

鉭電容電容中的貴族，特點是容量大，無電解液，所以使用壽命長，但耐壓較低，可以在空間較小的電路中代替電解電容，因其價格昂貴，能用電解電容的地方絕不會使用它。容量一般直接標出，耐壓使用字母表示，比如圖中的V226表示耐壓35V，容量22uF

鉭電容

鉭電容耐壓表

貼片電容容量較小，耐壓較小，穩定性好，一般用在高密度、低電壓的電路中，在手機、電腦、便攜式設備中較常見

貼片電容

電容在實際電路的應用

在說電容的應用時，我們應該了解電容的特點，電容具備如下三點特點：

1.它具有充放電特性和阻止直流電流通過，允許交流電流通過的能力。

2.在充電和放電過程中，兩極板上的電荷有積累過程，也即電壓有建立過程，因此，電容器上的電壓不能突變。

3.電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即分析容抗大小時就得聯系信號的頻率高低、容量大小

濾波--其實它的過程就是儲能，一個電壓不是平穩的，它時大時小，就比如一個220V的交流整流后得到的脈動直流一樣，它按100Hz（全波整流）從最小0V變化到峰值310V，如果我們不濾波，假如后續電路的最小工作電壓是50V，在電壓0V到50V之間的時間內，輕則電路不工作，重則直接損壞。如果我們選擇的濾波電容容量足夠，電壓在0V到50V之間變化的時間內，我們也能從電容里面獲得能量供給后續電路。附上開關電源輸入與輸出電容粗略選擇經驗，交流電壓85V--265V時按輸出功率每瓦2--3uF，輸入230V+-15%時每瓦1uF，輸出電容按輸出電流每安培1000uF,較直接的計算方法是 RL*C >> 1/f

電容在濾波中的應用

旁路--通俗的講就是給不希望出現在電路中的信號（噪聲也是一種信號）提供一條通道到地（電子學中的地并非指大地，而是一個電路中的公共點），使其不會影響到后續電路。附上數字電路芯片VCC腳旁路電容（也可叫去耦電容）選擇值10MHz選0.1uF,100MHz選擇0.01uF

旁路電容

耦合--耦合和旁路的區別是，旁路是把信號傳到地，而耦合是傳遞信號到后續電路，在放大電路中，用以隔絕兩級放大電路的直流影響（電容是隔直通交的），并且傳遞信號

耦合電容

諧振--在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的。如果調節電路元件（L或C）的參數或電源頻率，可以使它們相位相同，整個電路呈現為純電阻性。電路達到這種狀態稱之為諧振。通俗的講就是給諧振電路注入和諧振頻率相同的信號，諧振電路就會發生諧振,諧振頻率僅由電感L和電容C決定，電阻R決定諧振電路的品質因數。諧振計算公式 f = 1/(2π√LC)

a并聯諧振 b串聯諧振

延時--從電容的特點我們可以知道，電容的電壓是不可以突變的，不管放電還是充電，電壓都是緩慢變化的。如圖所示，如果我們在Vin端接上一個12V的電源，相應的電容兩端（Vout）的電壓會緩慢上升，直到等于電源電壓，現在我們撤去電源電壓，電容不再有充電電流，因為電容有漏電流，此時電容兩端電壓又會緩慢下降。當然，較準確的控制放電時間的做法是并聯一個電阻

延時電路

電容的進階學習

電容其實可以近似的看成一個依賴頻率的電阻元件，因為它是依賴頻率的，所以歐姆定律在電容的計算上是無法使用的，而相應的變成I = C*(dV/dt），公式中 I 是充電電流，C是電容容量，dV是電源加在電容兩端的電壓（如果電容原來有電壓，dV是減去電容電壓后的值），dt是時間

電容公式

時間常數--一個由電阻和電容構成的充電電路中，它的充電時間和電壓的關系可以從時間常數中反映出來t = RC，一個電容從0V沖電到電源電壓需要的時間是5個RC時間，而第一個RC時間可以充電到0.707個電源電壓，如圖所示，假如R1 = 10K，C = 100uF，Vin= 10V，t = RC = 10000*0.0001 = 1(s),即Vout電壓等于0.707*10V = 7.07V（一RC時間）時所用的時間為1秒

編輯：黃飛