大家好，從今日起我新建了一個(gè)電子類專欄，該專欄將逐個(gè)介紹電路設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常用到的元器件，力求以最簡潔的文字描述，讓大家快速的掌握元器件的使用方法，并學(xué)會(huì)如何設(shè)計(jì)硬件電路、如何設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品，專欄持久更新。

前面已經(jīng)介紹了：電阻的基本用法，今天介紹電容，電容是電子電路中最常用的電子元器件，是一種儲(chǔ)能元器件，具有 隔直流通交流 、通高頻阻低頻的作用，在電路中可用作耦合、旁路、濾波等作用。本章及會(huì)詳細(xì)的介紹電容的相關(guān)知識(shí)，您將看到如下與電容相關(guān)的知識(shí)：

1. 電容的含義相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)；
2. 電容的分類相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)；
3. 電容的作用及使用方法知識(shí)；

1.電容的含義相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)

說到電容，就要說到電容器，故名思意電容器是一種可以容納電荷的元器件，而其容納電荷的本領(lǐng)就是電容。電容可以儲(chǔ)存電荷，所以是一種儲(chǔ)能元器件。電容在電子電路中常用字母C來表示。

1-電容實(shí)物圖

電容的單位為 法拉，用F來表示 ，法拉是一個(gè)非常大的單位，在實(shí)際使用時(shí)很少會(huì)用到F級(jí)別容量的電容，所以除了法拉F外，常用的單位有毫發(fā)mF、微法μF、納法nF、皮法pF等，他們的換算關(guān)系如下所示：

**1F=10^3 mF=10^6 μF=10^9 nF=10^12pF**

在實(shí)際使用中經(jīng)常用到微法μF、納法nF、皮法pF等。電容在標(biāo)注時(shí)一般用數(shù)字來表示，如103、104等，這些數(shù)字代表了電容的容量大小。其讀數(shù)方法如下：

其前兩位代表有效數(shù)字，第三位代表0的個(gè)數(shù)，單位為pF，舉例如下：

224： 表示22×10^4pF=220nF=0.22μF；

104： 表示10×10^4pF=100nF=0.1μF；

103： 表示10×10^3pF=10nF=0.01μF；

2-電容的標(biāo)注方法

電容通電阻一樣，其容量值也是存在誤差的，其誤差一般用字母來表示：

F:1%，G:2%，J:5%，K:10%，L:15%，M:20%

這類標(biāo)注方法多見于直插電容上，如瓷片電容和電解電容等。除了電容的容量為，電容的另一個(gè)重要的參數(shù)是 耐壓值 ，是指電容在正常工作時(shí)電容兩端所能承受的最大電壓值。為了提高電路的壽命，在電容選型時(shí)要求耐壓值要高于電路的最大電壓，一般會(huì)留有至少30%的余量。

2.電容的分類相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)

電容從極性分可以分為極性電容和非極性電容。極性電容表示電容具有方向，在設(shè)計(jì)電路時(shí)電容的方向不能反，否則容易損壞或爆炸。

電容根據(jù)封裝可以分為直插電容、貼片電容。貼片電容又可以分為0805封裝、0603封裝、0402封裝等。

電容按材料的不同可以分為：瓷片電容、滌綸電容、電解電容、鉭電容等。當(dāng)然還有其他種分類方式，不再贅述，把重點(diǎn)放在電容的作用以及使用方法上。

3-電容實(shí)物及其符號(hào)

3.電容的作用及使用方法知識(shí)

電容的作用有很多，如前文提過的隔直流通交流、通高頻阻低頻、濾波、旁路等。在設(shè)計(jì)電路時(shí)需要根據(jù)不同的功能選擇不同類型、不同容值、不同耐壓值的電容。下面介紹一下電容的典型作用和使用方法。

隔直流通交流

電容是由兩個(gè)極板構(gòu)成的，不直接接觸，電容兩端的電壓不能發(fā)生突變。電容接在直流電源和GND之間時(shí)，上電瞬間，電容可以看作短路此時(shí)電流最大，之后電容開始充電，電容兩端的電壓慢慢上升直到升至和電源電壓后，其兩端的電壓不再發(fā)生變化。這就起到了隔直流的作用。

電容具有儲(chǔ)能作用，在交流電路中，正半周期時(shí)電容儲(chǔ)能，而到了負(fù)半周電容放電，隨著交流電的周期變化，電容也一直處于充電/放電的交替變化中，從而實(shí)現(xiàn)了通交流的作用，但是卻起到了電壓相位延遲的作用。

4-電容充放電波形

通高頻阻低頻

電容是存在容抗的，其容抗的計(jì)算公式為 Xc=1/(2πfC) ，其中f為頻率。從該表達(dá)式可以看出， 頻率越大容抗越小，頻率越小容抗越大 。所以高頻信號(hào)更容易通過，而低頻信號(hào)則受到阻礙。

電容在濾波電路中的應(yīng)用

電容具有濾波作用，其最典型的應(yīng)用就是在整流電路中的濾波作用。目前開關(guān)電源常用的方案就是變壓整流濾波，其工作工作如下：

交流通過變壓器降壓后經(jīng)過整流橋整流，得到脈動(dòng)直流，脈動(dòng)直流經(jīng)過濾波電容濾波后得到較為平滑的波形，再經(jīng)過DC/DC降壓芯片或者LDO降壓芯片得到所需的直流電壓。其典型電路圖5所示。

5-降壓整流濾波電路

加電容前后的波形如圖6所示。

6-電容濾波前后波形對(duì)比

在使用芯片時(shí)，通常會(huì)在芯片的電源引腳上接一個(gè)0.1μF的瓷片電容。

電容在阻容降壓中的應(yīng)用

阻容降壓也是一種常用的降壓方案，這種放在低成本、低功率的小家電中比較常見，如魚缸加熱棒。這個(gè)方案中使用了電容來降壓，其降壓電路如圖7所示。

圖7-阻容降壓電路

圖中的電容起到降壓作用，與之并聯(lián)的電阻在斷電時(shí)起到泄放作用，該電路所能提供電流的大小計(jì)算方法如下：

以交流220V，電容為1μF為例計(jì)算。

電容的容抗Xc=1/(2πfC)=3185Ω；

流過的電流I=220/Xc=69mA。

即1μF的電容最大可以提供69mA的電流，電容值越大阻抗越小輸出電流越大；電容值越小阻抗越大輸出電流越小。該電路的缺點(diǎn)為：1)不隔離，存在一定的危險(xiǎn)性；2)只適用于小功率負(fù)載。

交流單相電機(jī)中的啟動(dòng)/運(yùn)行電容

交流單相電機(jī)中會(huì)用到電容，分別叫做啟動(dòng)電容和運(yùn)行電容。由于單相電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生交變磁場，所以在單相電機(jī)中要加一個(gè)啟動(dòng)電容。主副繞組在空間上相差90度，運(yùn)行電容連接主副繞組，啟動(dòng)電容和離心開關(guān)串聯(lián)后并聯(lián)在運(yùn)行電容上。在上電瞬間，啟動(dòng)電容使得副繞組上的電流比主繞組上的電流超前90度角，在時(shí)間和空間上交變磁場，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流從而使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定值的70%-80%時(shí)離心開關(guān)斷開，啟動(dòng)電容斷開，只有運(yùn)行電容繼續(xù)工作。如圖8所示。

圖8-啟動(dòng)電容/運(yùn)行電容

有些小功率電機(jī)省掉了離心開關(guān)和一個(gè)電容，只有一個(gè)電容，啟動(dòng)電容和運(yùn)行電容共用。

相信通過以上內(nèi)容大家對(duì)電容有了一定的認(rèn)識(shí)，如果由疑問的地方歡迎留言討論，或者私信我。在下一章節(jié)中，您將學(xué)習(xí)到有關(guān)電感的相關(guān)知識(shí)。

電子第一課：電阻基礎(chǔ)知識(shí)1-電阻的分類

電子第一課：電阻基礎(chǔ)知識(shí)2-電阻的用途