电容的基础知识 点击：21622 | 回复：109
发表于：2004-03-02 11:52:00
楼主
电容的基础知识
一、电容的分类和作用
电容(Electric capacity)，由两个金属极，中间夹有绝缘材料（介质）构成。由于绝缘材料的不同，所构成的电容器的种类也有所不同：
按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。
按介质材料可分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。
按极性分为：有极性电容和无极性电容。 我们最常见到的就是电解电容。
电容在电路中具有隔断直流电，通过交流电的作用，因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐
二、电容的符号
电容的符号同样分为国内标表示法和国际电子符号表示法，但电容符号在国内和国际表示都差不多，唯一的区别就是在有极性电容上，国内的是一个空筐下面一根横线，而国际的就是普通电容加一个“＋”符号代表正极。
三、电容的单位
电阻的基本单位是：F （法），此外还有μF（微法）、pF（皮法），另外还有一个用的比较少的单位，那就是：nF（），由于电容 F 的容量非常大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位，而不是F的单位。
他们之间的具体换算如下：
1F＝1000000μF
1μF=1000nF=1000000pF
五、电容的耐压 单位：V（伏特）
每一个电容都有它的耐压值，这是电容的重要参数之一。普通无极性电容的标称耐压值有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等，有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低，一般的标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
六、电容的种类
电容的种类有很多，可以从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等，从材料上可以分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点：
各种电容的优缺点
极性 名称 制作 优点 缺点
无 无感CBB电容 2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 无感，高频特性好，体积较小 不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。
无 CBB电容 2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。 有感，其他同上。
无 瓷片电容 薄瓷片两面渡金属膜银而成。 体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容） 易碎！容量低
无 云母电容 云母片上镀两层金属薄膜 容易生产，技术含量低。 体积大，容量小，（几乎没有用了）
无 独石电容 体积比CBB更小，其他同CBB，有感
有 电解电容 两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸泡在电解液（含酸性的合成溶液）中。 容量大。 高频特性不好。
有 钽电容 用金属钽作为正极，在电解质外喷上金属作为负极。 稳定性好，容量大，高频特性好。 造价高。（一般用于关键地方）
表1
七、电容的标称及识别方法
由于电容体积要比电阻大，所以一般都使用直接标称法。如果数字是0.001，那它代表的是0.001uF＝1nF，如果是10n，那么就是10nF，同样100p就是100pF。
不标单位的直接表示法：用1~4位数字表示，容量单位为pF，如350为350pF，3为3pF，0.5为0.5pF
色码表示法：沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一，二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）
颜色意义：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。
电容的识别：看它上面的标称，一般有标出容量和正负极，也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负。
发表于：2006-09-27 17:57:00
69楼
引用
超级电容是个什么东东？
作者： 些许 ，2006-5-31 0:28:00 发表于：《电器元件论坛》 共有51人回复，1121次点击 加为好友 发送留言
超级电容，又名黄金电容、法拉电容，作为电子新器件的宠儿目前在全球范围内正以空前绝后的速度应用于各个电学领域，而这主要得益于其无与比拧的优越特性：
1。自身单体容量高达百万微法以上（1000000UF=1F，目前单个体容量最大已出现1000F）
2。就目前容量而言其目前应用主要在蓄电池和电容之间，但其上千万次的充放电率（理论值为无穷大）却让蓄电池望尘莫及！
3。适应大电流放电，同容量下放电电流是蓄电池的5----8倍！
4。体积小，同容量下体积仅有普通电容的几十分一到几百分一。（待续）
超级电容是个什么东东？
作者： 些许 ，2006-5-31 0:28:00 发表于：《电器元件论坛》 共有51人回复，1121次点击 加为好友 发送留言
超级电容，又名黄金电容、法拉电容，作为电子新器件的宠儿目前在全球范围内正以空前绝后的速度应用于各个电学领域，而这主要得益于其无与比拧的优越特性：
1。自身单体容量高达百万微法以上（1000000UF=1F，目前单个体容量最大已出现1000F）
2。就目前容量而言其目前应用主要在蓄电池和电容之间，但其上千万次的充放电率（理论值为无穷大）却让蓄电池望尘莫及！
3。适应大电流放电，同容量下放电电流是蓄电池的5----8倍！
4。体积小，同容量下体积仅有普通电容的几十分一到几百分一。（待续）
发表于：2006-09-27 18:04:00
70楼
引用
无法登录： 引用 加为好友 发送留言 2006-6-14 9:02:00
转载：
超级电容是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子（而不依靠化学反应）释放电流，从而为设备提供电源。
超级电容的特性
一、超级电容器特性：
a. 体积小，容量大，电容量比同体积电解电容容量大30~40倍；
b. 充电速度快，10秒内达到额定容量的95%；
c. 充放电能力强；
d. 失效开路，过电压不击穿，安全可靠；
e. 超长寿命，可长达40万小时以上；
f. 充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护；
g. 电压类型：2.7v---12.0v
h. 容量范围：0.1F--1000F
二、超级电容与电池比较，有如下特性：
a.超低串联等效电阻（LOW ESR），功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电，（一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上）。
b. 超长寿命，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年。
c. 可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应。
d. 免维护，可密封。
e.温度范围宽-40℃～+70℃，一般电池是-20℃～60℃。
由此看来，用超级电容储能来驱动电动车，可以从根本上解决铅酸电池制约电动车发展的瓶颈，从某些方面说，比飞轮电池更胜一筹。
飞哥0： 引用 加为好友 发送留言 2006-6-14 9:55:00
只看性能数据真是好东西哈，还有其它数据资料么？比如材料性能等，最好能有存畜率、电压电流特性曲线等图片资料看看
无法登录： 引用 加为好友 发送留言 2006-6-14 10:28:00
超级电容器
产品简介：
超级电容器是一种具有超级储电能力，可提供强大的脉冲功率的物理二次电源。它是根据电化学双电层理论研制而成的，所以又称双电层电容器。
其基本原理为：当向电极充电时，处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面上形成双电荷层，构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小（一般0.5mm以下），再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。
超级电容器的问世实现了电容量由微法级向法拉级的飞跃，彻底改变了人们对电容器的传统印象。目前，我公司超级电容器已形成系列产品，实现电容量0.5-1000F，工们电压12-400V，最大放电电流400-2000A。
性能特点：
1. 具有法拉级的超大电容量；
2. 比脉冲功率比蓄电池高近十倍；
3. 充放电循环寿命在十万次以上；
4. 能在-40oC-60oC的环境温度中正常使用；
5. 有超强的荷电保持能力，漏电源非常小。
6. 充电迅速，使用便捷；
7. 无污染，真正免维护。
应用说明：
超级电容器作为大功率物理二次电源，在国民经济各领域用途十分广泛。在特定的条件下可以部分或全部替代蓄电池，应用在某些机电（电脉冲）设备上，可使其产生革命性进步。
1. 配合蓄电池应用于各种内燃发动机的电启动系统，如：汽车、坦克、铁路内燃机车等，能有效保护蓄电池，延长其寿命，减小其配备容量，特别是在低温和蓄电池亏电的情况下，确保可靠启动。
2. 用作高压开关设备的直流操作电源，铁路驼峰场道岔机后备电源，可使电源屏结构变得非常简单，成本降低，储能电源真正免维护。
3. 用作电动车辆起步，加速及制动能量的回收，提高加速度，有效保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命，节能。
4. 代替蓄电池用于短距离移动工具（车辆），其优势是充电时间非常短。
5. 用于重要用户的不间断供电系统。
6. 用于风力及太阳能发电系统。
7. 应用电脉冲技术设备，如：点焊机、轨道电路光焊机、充磁机、X光机等。
产品范例
一、用于内燃机车柴油机的启动，提供启动瞬间强大的脉冲电流，其线路原理如下图：Ｄ选2000A、1000V，T选300A、1000V，R选0.25-0.35欧，启动时按下IQA,T导通，C在45S内被充满，在45S左右时QC闭合，柴油机启动（某些小功率机车不能满足45S条件时，可加装延时继电器），东风4型内燃机车装配4只96V、8.2F超级电容器，启动瞬间可提供2250A的电流，从而抑制了蓄电池的最大电流不超过1000A（蓄电池单独启动时，需输出2100A电流），同时使启动时间缩短2秒钟左右。
图2、图3为加装超级电容前后，蓄电池及超级电容启动电流曲线。其使用效果：
1、大大减小了启动电流对蓄电池的冲击，延长了蓄电池的寿命。
2、减少了因电池亏电而造成的机破、临修，特别是冬季理加明显。
3、可根据工况随意停、启机，减少柴油机空转及启动时的燃油消耗，降低了机械磨损，节约材料费用（调车工况下的节油，一年内可收回加改投资）。
4、减少空气污染，保护环境，减轻职工劳动强度，改善乘务员操作。
二、用于变配电站直流系统及开关永磁机构操作电源。
在变配电站直流屏柜中的应用原理如图4、图5，所用超级电容为280V、0.85F，虚框内为加入部分，图4应用特点：
1 、结构简单、成本低、无维修，在停电后可保证近千次的分闸，保证作用绝对可靠。
2 、停电情况下，两只电容器能实现十余次的合闸，可实现双路供电的自动备投。在进行设备例行实验合闸时，不需回调电压。
3 、两只超级电容同时工作，互为热备，从而保证一只有问题时，不影响另一只的正常工作。还可以在系统正常工作的情况下检查发现问题电容并更换，保证工作百分之百可靠。
4 、新设计制造的直流屏，还可以减小电源变压器的容量至５KVA左右，在VD5支路串一电感，从而降低成本。
应用实例：http://www.hseic.com/pop/b1.htm
图5的应用是与蓄电池组组成复合电源，合闸电流不再冲击蓄电池，延长其寿命，还可选择非高倍率一类的蓄电池，降低电源成本，这种复合电源具有双电源特点，可靠性高。
用于高压开关永磁操动机构的操动电源可装于开关总体中，解决大功率问题，其规格体积可随开关而定。
三、超级电容在新一代电动车中，用于解决起步，加速及制动能量的回收，起到保护电池，提高整车性能的作用，图6为交流变频牵引的电动车电气原理图。
四、超级电容器用在化纤、化工、电力、制药、石油等重要用户的不间断电源。做为逆变器或变频器的直流储能元件，有蓄电池或电解电容器无可比拟的优势。尤其在中、高时，避免了由数十节甚至上百节蓄电池串联所带来的一系列问题；和电解电容相比，超大的电容量可代替由上百只电解电容器组成的电容器组。不但便于维护，而且降低了成本，提高了设备的可靠性。
应用实例：http://www.nibc.com.cn/zgsyd/alt/index_01.htm
产品
无法登录： 引用 加为好友 发送留言 2006-6-14 9:02:00
转载：
超级电容是近几年才批量生产的一种无源器件，介于电池与普通电容之间，具有电容的大电流快速充放电特性，同时也有电池的储能特性，并且重复使用寿命长，放电时利用移动导体间的电子（而不依靠化学反应）释放电流，从而为设备提供电源。
超级电容的特性
一、超级电容器特性：
a. 体积小，容量大，电容量比同体积电解电容容量大30~40倍；
b. 充电速度快，10秒内达到额定容量的95%；
c. 充放电能力强；
d. 失效开路，过电压不击穿，安全可靠；
e. 超长寿命，可长达40万小时以上；
f. 充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，真正免维护；
g. 电压类型：2.7v---12.0v
h. 容量范围：0.1F--1000F
二、超级电容与电池比较，有如下特性：
a.超低串联等效电阻（LOW ESR），功率密度(Power Density)是锂离子电池的数十倍以上，适合大电流放电，（一枚4.7F电容能释放瞬间电流18A以上）。
b. 超长寿命，充放电大于50万次，是Li-Ion电池的500倍，是Ni-MH和Ni-Cd电池的1000倍，如果对超级电容每天充放电20次，连续使用可达68年。
c. 可以大电流充电，充放电时间短，对充电电路要求简单，无记忆效应。
d. 免维护，可密封。
e.温度范围宽-40℃～+70℃，一般电池是-20℃～60℃。
由此看来，用超级电容储能来驱动电动车，可以从根本上解决铅酸电池制约电动车发展的瓶颈，从某些方面说，比飞轮电池更胜一筹。
飞哥0： 引用 加为好友 发送留言 2006-6-14 9:55:00
只看性能数据真是好东西哈，还有其它数据资料么？比如材料性能等，最好能有存畜率、电压电流特性曲线等图片资料看看
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超级电容器
产品简介：
超级电容器是一种具有超级储电能力，可提供强大的脉冲功率的物理二次电源。它是根据电化学双电层理论研制而成的，所以又称双电层电容器。
其基本原理为：当向电极充电时，处于理想极化电极状态的电极表面电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附于电极表面上形成双电荷层，构成双电层电容。由于两电荷层的距离非常小（一般0.5mm以下），再加之采用特殊电极结构，使电极表面积成万倍的增加，从而产生极大的电容量。
超级电容器的问世实现了电容量由微法级向法拉级的飞跃，彻底改变了人们对电容器的传统印象。目前，我公司超级电容器已形成系列产品，实现电容量0.5-1000F，工们电压12-400V，最大放电电流400-2000A。
性能特点：
1. 具有法拉级的超大电容量；
2. 比脉冲功率比蓄电池高近十倍；
3. 充放电循环寿命在十万次以上；
4. 能在-40oC-60oC的环境温度中正常使用；
5. 有超强的荷电保持能力，漏电源非常小。
6. 充电迅速，使用便捷；
7. 无污染，真正免维护。
应用说明：
超级电容器作为大功率物理二次电源，在国民经济各领域用途十分广泛。在特定的条件下可以部分或全部替代蓄电池，应用在某些机电（电脉冲）设备上，可使其产生革命性进步。
1. 配合蓄电池应用于各种内燃发动机的电启动系统，如：汽车、坦克、铁路内燃机车等，能有效保护蓄电池，延长其寿命，减小其配备容量，特别是在低温和蓄电池亏电的情况下，确保可靠启动。
2. 用作高压开关设备的直流操作电源，铁路驼峰场道岔机后备电源，可使电源屏结构变得非常简单，成本降低，储能电源真正免维护。
3. 用作电动车辆起步，加速及制动能量的回收，提高加速度，有效保护蓄电池，延长蓄电池使用寿命，节能。
4. 代替蓄电池用于短距离移动工具（车辆），其优势是充电时间非常短。
5. 用于重要用户的不间断供电系统。
6. 用于风力及太阳能发电系统。
7. 应用电脉冲技术设备，如：点焊机、轨道电路光焊机、充磁机、X光机等。
产品范例
一、用于内燃机车柴油机的启动，提供启动瞬间强大的脉冲电流，其线路原理如下图：Ｄ选2000A、1000V，T选300A、1000V，R选0.25-0.35欧，启动时按下IQA,T导通，C在45S内被充满，在45S左右时QC闭合，柴油机启动（某些小功率机车不能满足45S条件时，可加装延时继电器），东风4型内燃机车装配4只96V、8.2F超级电容器，启动瞬间可提供2250A的电流，从而抑制了蓄电池的最大电流不超过1000A（蓄电池单独启动时，需输出2100A电流），同时使启动时间缩短2秒钟左右。
图2、图3为加装超级电容前后，蓄电池及超级电容启动电流曲线。其使用效果：
1、大大减小了启动电流对蓄电池的冲击，延长了蓄电池的寿命。
2、减少了因电池亏电而造成的机破、临修，特别是冬季理加明显。
3、可根据工况随意停、启机，减少柴油机空转及启动时的燃油消耗，降低了机械磨损，节约材料费用（调车工况下的节油，一年内可收回加改投资）。
4、减少空气污染，保护环境，减轻职工劳动强度，改善乘务员操作。
二、用于变配电站直流系统及开关永磁机构操作电源。
在变配电站直流屏柜中的应用原理如图4、图5，所用超级电容为280V、0.85F，虚框内为加入部分，图4应用特点：
1 、结构简单、成本低、无维修，在停电后可保证近千次的分闸，保证作用绝对可靠。
2 、停电情况下，两只电容器能实现十余次的合闸，可实现双路供电的自动备投。在进行设备例行实验合闸时，不需回调电压。
3 、两只超级电容同时工作，互为热备，从而保证一只有问题时，不影响另一只的正常工作。还可以在系统正常工作的情况下检查发现问题电容并更换，保证工作百分之百可靠。
4 、新设计制造的直流屏，还可以减小电源变压器的容量至５KVA左右，在VD5支路串一电感，从而降低成本。
应用实例：http://www.hseic.com/pop/b1.htm
图5的应用是与蓄电池组组成复合电源，合闸电流不再冲击蓄电池，延长其寿命，还可选择非高倍率一类的蓄电池，降低电源成本，这种复合电源具有双电源特点，可靠性高。
用于高压开关永磁操动机构的操动电源可装于开关总体中，解决大功率问题，其规格体积可随开关而定。
三、超级电容在新一代电动车中，用于解决起步，加速及制动能量的回收，起到保护电池，提高整车性能的作用，图6为交流变频牵引的电动车电气原理图。
四、超级电容器用在化纤、化工、电力、制药、石油等重要用户的不间断电源。做为逆变器或变频器的直流储能元件，有蓄电池或电解电容器无可比拟的优势。尤其在中、高时，避免了由数十节甚至上百节蓄电池串联所带来的一系列问题；和电解电容相比，超大的电容量可代替由上百只电解电容器组成的电容器组。不但便于维护，而且降低了成本，提高了设备的可靠性。
应用实例：http://www.nibc.com.cn/zgsyd/alt/index_01.htm
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