電容的測量方法與詳細(xì)單位換算.doc

電容的測量方法與詳細(xì)單位換算電容是板卡設(shè)計(jì)中必用的元件，其品質(zhì)的好壞已經(jīng)成為我們判斷板卡質(zhì)量的一個很重要的方面。 電容的功能和表示方法。 由兩個金屬極，中間夾有絕緣介質(zhì)構(gòu)成。電容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于級間耦合、濾波、去耦、旁路及信號調(diào)諧。電容在電路中用“C”加數(shù)字表示，比如C8，表示在電路中編號為8的電容。 電容的分類。 電容按介質(zhì)不同分為：氣體介質(zhì)電容，液體介質(zhì)電容，無機(jī)固體介質(zhì)電容，有機(jī)固體介質(zhì)電容電解電容。按極性分為：有極性電容和無極性電容。按結(jié)構(gòu)可分為：固定電容，可變電容，微調(diào)電容。 電容的容量。 電容容量表示能貯存電能的大小。電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗，容抗與交流信號的頻率和電容量有關(guān)，容抗XC=1/2f c (f表示交流信號的頻率，C表示電容容量)。 電容的容量單位和耐壓。 電容的基本單位是F（法），其它單位還有：毫法（mF）、微法（uF）、納法（nF）、皮法（pF）。由于單位F 的容量太大，所以我們看到的一般都是F、nF、pF的單位。換算關(guān)系：1F1000000F，1F=1000nF=1000000pF。 每一個電容都有它的耐壓值，用V表示。一般無極電容的標(biāo)稱耐壓值比較高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有極電容的耐壓相對比較低，一般標(biāo)稱耐壓值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。 電容的標(biāo)注方法和容量誤差。 電容的標(biāo)注方法分為：直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。對于體積比較大的電容，多采用直標(biāo)法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果是5n，那就表示的是5nF。 數(shù)標(biāo)法：一般用三位數(shù)字表示容量大小，前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是10的多少次方。如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203表示20x10x10x10 PF。 色標(biāo)法，沿電容引線方向，用不同的顏色表示不同的數(shù)字，第一、二種環(huán)表示電容量，第三種顏色表示有效數(shù)字后零的個數(shù)（單位為pF）。顏色代表的數(shù)值為：黑=0、棕=1、紅=2、橙=3、黃=4、綠=5、藍(lán)=6、紫=7、灰=8、白=9。 電容容量誤差用符號F、G、J、K、L、M來表示，允許誤差分別對應(yīng)為1%、2%、5%、10%、15%、20%。 電容的正負(fù)極區(qū)分和測量。 電容上面有標(biāo)志的黑塊為負(fù)極。在PCB上電容位置上有兩個半圓，涂顏色的半圓對應(yīng)的引腳為負(fù)極。也有用引腳長短來區(qū)別正負(fù)極長腳為正，短腳為負(fù)。 當(dāng)我們不知道電容的正負(fù)極時，可以用萬用表來測量。電容兩極之間的介質(zhì)并不是絕對的絕緣體，它的電阻也不是無限大，而是一個有限的數(shù)值，一般在1000兆歐以上。電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻或漏電電阻。只有電解電容的正極接電源正（電阻擋時的黑表筆），負(fù)端接電源負(fù)（電阻擋時的紅表筆）時，電解電容的漏電流才?。╇娮璐螅７粗?，則電解電容的漏電流增加（漏電阻減?。?。這樣，我們先假定某極為“+”極，萬用表選用R*100或R*1K擋，然后將假定的“+”極與萬用表的黑表筆相接，另一電極與萬用表的紅表筆相接，記下表針停止的刻度（表針靠左阻值大），對于數(shù)字萬用表來說可以直接讀出讀數(shù)。然后將電容放電（兩根引線碰一下），然后兩只表筆對調(diào)，重新進(jìn)行測量。兩次測量中，表針最后停留的位置靠左（或阻值大）的那次，黑表筆接的就是電解電容的正極。 電容使用的一些經(jīng)驗(yàn)及來四個誤區(qū)。 一些經(jīng)驗(yàn)：在電路中不能確定線路的極性時，建議使用無極電解電容。通過電解電容的紋波電流不能超過其充許范圍。如超過了規(guī)定值，需選用耐大紋波電流的電容。電容的工作電壓不能超過其額定電壓。在進(jìn)行電容的焊接的時候，電烙鐵應(yīng)與電容的塑料外殼保持一定的距離，以防止過熱造成塑料套管破裂。并且焊接時間不應(yīng)超過10秒，焊接溫度不應(yīng)超過260攝氏度。 四個誤區(qū)： 電容容量越大越好。 很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大，為IC提供的電流補(bǔ)償?shù)哪芰υ綇?qiáng)。且不說電容容量的增大帶來的體積變大，增加成本的同時還影響空氣流動和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感，電容放電回路會在某個頻點(diǎn)上發(fā)生諧振。在諧振點(diǎn)，電容的阻抗小。因此放電回路的阻抗最小，補(bǔ)充能量的效果也最好。但當(dāng)頻率超過諧振點(diǎn)時，放電回路的阻抗開始增加，電容提供電流能力便開始下降。電容的容值越大，諧振頻率越低，電容能有效補(bǔ)償電流的頻率范圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來說，電容越大越好的觀點(diǎn)是錯誤的，一般的電路設(shè)計(jì)中都有一個參考值的。 同樣容量的電容，并聯(lián)越多的小電容越好， 耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個重要參數(shù)，對于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當(dāng)電壓固定時候，容量越大，ESR越低。在板卡設(shè)計(jì)中采用多個小電容并連多是出與PCB空間的限制，這樣有的人就認(rèn)為，越多的并聯(lián)小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點(diǎn)的阻抗，采用多個小電容并聯(lián)，效果并不一定突出。 ESR越低，效果越好。 結(jié)合我們上面的提高的供電電路來說，對于輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點(diǎn)。相對容量的要求，對ESR的要求可以適當(dāng)?shù)慕档?。因?yàn)檩斎腚娙葜饕悄蛪海浯问俏誐OSFET的開關(guān)脈沖。對于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn)，因?yàn)檫@里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR電容會引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時會導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計(jì)中，這里一般有一個參考值，此作為元件選用參數(shù)，避免消振電路而導(dǎo)致成本的增加。 好電容代表著高品質(zhì)。 “唯電容論”曾經(jīng)盛極一時，一些廠商和媒體也刻意的把這個事情做成一個賣點(diǎn)。在板卡設(shè)計(jì)中，電路設(shè)計(jì)水平是關(guān)鍵。和有的廠商可以用兩相供電做出比一些廠商采用四相供電更穩(wěn)定的產(chǎn)品一樣，一味的采用高價(jià)電容，不一定能做出好產(chǎn)品。衡量一個產(chǎn)品，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無意的夸大. 電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(基本名詞解釋和單位換算)什么叫交流電?什么叫直流電? 電流的方向和大小隨時間周期性變化的電流叫交流電.我們生活用電和發(fā)電廠發(fā)的電都是交流電. 直流電方向和大小固定不變.如各種電池 直流發(fā)電機(jī)提供的電源都是直流電. 什么叫頻率?頻率的單位是什么 物體完成全振動的次數(shù)叫頻率,頻率的單位是赫芝 符號是HZ .1000HZ=1KHZ;1000KHZ=1MHZ什么叫并聯(lián)什么叫串聯(lián) 將用電器并列聯(lián)接起來叫并聯(lián),我們的電燈和其它電器都是并聯(lián),將用電器依次聯(lián)接起來叫串聯(lián), 三相四線制 發(fā)電廠發(fā)的電是三相交流電, 將每個線圈的尾端接在一起線就構(gòu)成了三相四線制這樣省了兩條導(dǎo)線. 電流 電荷在電路中沿著一定方向移動,電路中就有了電流,電荷的定向移動形成電流. 符號: I 符號名稱: 安培（安） 單位: A 公式: 電流=電壓/電阻 IU/R 單位換算: 1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安） 1A（安）=1000mA（毫安）=1000000A（微安） 電流的常用的單位是A,MA,A它們之間是千進(jìn)位. 電壓 符號 V 符號名稱: 伏待 單位: V 公式: V=IR 有的書上電壓用U表示. 電壓的單位有KV=1000V MV=0.001V 它們之間是千進(jìn)位.電阻是導(dǎo)體對電流的阻厚作用 符號: R 符號名稱: 歐姆 單位: 大寫的希臘字母歐米嘎 公式: R=V/R 比歐姆大的單位是千歐=1000歐姆 兆歐=1000千歐 它們之間是千進(jìn)位 電功 電流通過用電器所做的功 符號: J 符號名稱: 焦?fàn)?單位: J 公式: W=UIt 焦?fàn)栠@個單位太小,生活中常用度做電功的單位,就是平常所說的幾度電,度在技術(shù)中叫千瓦時符號是KWh 就是電功率在1000瓦使用1小時.等于3600000J 電功率 電流在單位時間內(nèi)所做的功叫電功率 符號: P 符號名稱: 瓦特 單位:W 公式:P=UI 單位換算: 1KW=1000W 電容 兩塊不相連的金屬板構(gòu)成,能夠儲存電荷. 符號: F 符號名稱: 法垃 單位: F 1F=100000uF 1UF=100000PF(uuF)感抗：交流電也可以通過線圈，但是線圈的電感對交流電有阻礙作用，這個阻礙叫做感抗。電感量大，交流電難以通過線圈，說明電感量大，電感的阻礙作用大；交流電的頻率高，交流電也難以通過線圈，說明頻率高，電感的阻礙作用也大。實(shí)驗(yàn)證明，感抗和電感成正比，和頻率也成正比。如果感抗用XL表示，電感用L表示，頻率用f表示，那么XL=2fL感抗的單位是歐。知道了交流電的頻率f和線圈的電感L，就可以用上式把感抗計(jì)算出來。阻抗：具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成，但不是三者簡單相加。如果三者是串聯(lián)的，又知道交流電的頻率f、電阻R、電感L和電容C，那么串聯(lián)電路的阻抗阻抗的單位是歐。對于一個具體電路，阻抗不是不變的，而是隨著頻率變化而變化。在電阻、電感和電容串聯(lián)電路中，電路的阻抗一般來說比電阻大。也就是阻抗減小到最小值。在電感和電容并聯(lián)電路中，諧振的時候阻抗增加到最大值，這和串聯(lián)電路相反。相位：相位是反映交流電任何時刻的狀態(tài)的物理量。交流電的大小和方向是隨時間變化的。比如正弦交流電流，它的公式是i=Isin2ft。i是交流電流的瞬時值，I是交流電流的最大值，f是交流電的頻率，t是時間。隨著時間的推移，交流電流可以從零變到最大值，從最大值變到零，又從零變到負(fù)的最大值，從負(fù)的最大值變到零。在三角函數(shù)中2ft相當(dāng)于角度，它反映了交流電任何時刻所處的狀態(tài)，是在增大還是在減小，是正的還是負(fù)的等等。因此把2ft叫做相位，或者叫做相。如果t等于零的時候，i并不等于零，公式應(yīng)該改成i=Isin(2ft+)。那么2ft+叫做相位，叫做初相位，或者叫做初相。相位差：兩個頻率相同的交流電相位的差叫做相位差，或者叫做相差。這兩個頻率相同的交流電，可以是兩個交流電流，可以是兩個交流電壓，可以是兩個交流電動勢，也可以是這三種量中的任何兩個。例如研究加在電路上的交流電壓和通過這個電路的交流電流的相位差。如果電路是純電阻，那么交流電壓和電流電流的相位差等于零。也就是說交流電壓等于零的時候，交流電流也等于零，交流電壓變到最大值的時候，交流電流也變到最大值。這種情況叫做同相位，或者叫做同相。如果電路含有電感和電容，交流電壓和交流電流的相位差一般是不等于零的，也就是說一般是不同相的，或者電壓超前于電流，或者電流超前于電壓。加在晶體管放大器基極上的交流電壓和從集電極輸出的交流電壓，這兩者的相位差正好等于180。這種情況叫做反相位，或者叫做反相。 1、電阻率-又叫電阻系數(shù)或叫比電阻。是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個物理量，以字母表示，單位為歐姆*毫米平方/米。在數(shù)值上等于用那種物質(zhì)做的長1米截面積為1平方毫米的導(dǎo)線，在溫度20C時的電阻值，電阻率越大，導(dǎo)電性能越低。則物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量，其數(shù)值等于溫度每升高1C時，電阻率的增加與原來的電阻電阻率的比值，通常以字母表示，單位為1/C。 2、電阻的溫度系數(shù)-表示物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量，其數(shù)值等于溫度每升高1C時，電阻率的增加量與原來的電阻率的比值，通常以字母表示，單位為1/C。 3、電導(dǎo)-物體傳導(dǎo)電流的本領(lǐng)叫做電導(dǎo)。在直流電路里，電導(dǎo)的數(shù)值就是電阻值的倒數(shù)，以字母表示，單位為歐姆。 4、電導(dǎo)率-又叫電導(dǎo)系數(shù)，也是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個物理量。大小在數(shù)值上是電阻率的倒數(shù)，以字母表示，單位為米/歐姆*毫米平方。 5、電動勢-電路中因其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能所引起的電位差，叫做電動勢或者簡稱電勢。用字母E表示，單位為伏特。 6、自感-當(dāng)閉合回路中的電流發(fā)生變化時，則由這電流所產(chǎn)生的穿過回路本身磁通也發(fā)生變化，因此在回路中也將感應(yīng)電動勢，這現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象，這種感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。 7、互感-如果有兩只線圈互相靠近，則其中第一只線圈中電流所產(chǎn)生的磁通有一部分與第二只線圈相環(huán)鏈。當(dāng)?shù)谝痪€圈中電流發(fā)生變化時，則其與第二只線圈環(huán)鏈的磁通也發(fā)生變化，在第二只線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。這種現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。 8、電感-自感與互感的統(tǒng)稱。 9、感抗-交流電流過具有電感的電路時，電感有阻礙交流電流過的作用，這種作用叫做感抗，以Lx表示，Lx=2fL. 10、容抗-交流電流過具有電容的電路時，電容有阻礙交流電流過的作用，這種作用叫做容抗，以Cx表示，Cx=1/12fc。 11、脈動電流-大小隨時間變化而方向不變的電流，叫做脈動電流。 12、振幅-交變電流在一個周期內(nèi)出現(xiàn)的最大值叫振幅。 13、平均值-交變電流的平均值是指在某段時間內(nèi)流過電路的總電荷與該段時間的比值。正弦量的平均值通常指正半周內(nèi)的平均值，它與振幅值的關(guān)系：平均值=0.637*振幅值。 14、有效值-在兩個相同的電阻器件中，分別通過直流電和交流電，如果經(jīng)過同一時間，它們發(fā)出的熱量相等，那么就把此直流電的大小作為此交流電的有效值。正弦電流的有效值等于其最大值的0.707倍。 15、有功功率-又叫平均功率。交流電的瞬時功率不是一個恒定值，功率在一個周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特。 16、視在功率-在具有電阻和電抗的電路內(nèi)，電壓與電流的乘積叫做視在功率，用字母Ps來表示，單位為瓦特。 17、無功功率-在具有電感和電容的電路里，這些儲能元件在半周期的時間里把電源能量變成磁場（或電場）的能量存起來，在另半周期的時間里對已存的磁場（或電場）能量送還給電源。它們只是與電源進(jìn)行能量交換，并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無功功率。用字母Q表示，單位為芝。 18、功率因數(shù)-在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，以COS表示。 19、相電壓-三相輸電線（火線）與中性線間的電壓叫相電壓。 20、線電壓-三相輸電線各線（火線）間的電壓叫線電壓，線電壓的大小為相電壓的1.73倍。 21、相量-在電工學(xué)中，用以表示正弦量大小和相位的矢量叫相量，也叫做向量。 22、磁通-磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直于磁場方向的