電容基礎(chǔ)知識

1、關(guān)于電容基礎(chǔ)知識第一張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月電 容 器 基 礎(chǔ) 知 識 二、電容器的用途1、按領(lǐng)域區(qū)分： 電子工程：發(fā)送接收設(shè)備、電視機(jī)、計算機(jī)、電子儀器、電工測量儀器、自動裝置。 電力工程：改善系統(tǒng)功率因數(shù)、防止過電壓、獲得瞬時大電流、電機(jī)啟動、滅弧。 其他：高頻加熱、高頻淬火、發(fā)動機(jī)點火、家用電器、閃光攝影等。 一、電容器的定義： 電容器是由介質(zhì)隔開的兩塊金屬極板構(gòu)成的電子元件。第二張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、按功能區(qū)分： 隔直流： 電容器有效地阻止直流而限制低頻交流，對高頻電流沒有多大影響，常用來使電路某一部分不出現(xiàn)直流電壓。 旁路（去耦）： 電容器為

2、交流電路中某些與之并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。此類電容器要求有低的損耗因數(shù)和電感。 耦合： 電容器用于電路的級間連接，允許交流信號通過并傳輸?shù)较乱患夒娐范柚怪绷魍ㄟ^。 濾波： 電容器與電感線圈或電阻器按一定方式連接，可以有選擇性地傳輸不同頻率。此類電容器要求有高的頻率穩(wěn)定性和低的損耗因數(shù)。 溫度補償： 電容器用于對其它元件進(jìn)行溫度補償，從而改善電路的穩(wěn)定性。此種電容器的容量溫度系數(shù)可按標(biāo)準(zhǔn)系列選取。 計時： 電容器與電阻器配合可確定電路的時間常數(shù)。 第三張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 調(diào)諧： 電容器用于與頻率有關(guān)的電路或系統(tǒng)的調(diào)諧。此種電容器必須有低功率因數(shù)（高Q）和長期的穩(wěn)定。

3、整流（半導(dǎo)體可控整流電路） 電容器利用存儲的能量，在預(yù)定的時間關(guān)閉半導(dǎo)體開關(guān)元件。 儲能： 電容器利用一較小功率的電源長時間充電，然后在很短時間內(nèi)放電，可得到很大的沖擊功率。一般用于焊接、閃光燈、加熱等裝置中。 微調(diào)： 通過一只小的可變電容器與一只大容量電容器結(jié)合來調(diào)整總?cè)萘俊?差動： 可變電容器有彼此絕緣的兩組定片與一組公共動片。旋轉(zhuǎn)動片時，其中一組容量增大，而另一組容量減小。此種電容器用于可變電容分壓器、電容電橋、天線耦合等場合。 第四張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三、電容器的分類：1、 按介質(zhì)分類第五張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、按電容量是否可以調(diào)整分類： 固

4、定電容器； 可變電容器； 半可變電容器。3、按用途分類： 回路電容器； 耦合電容器； 旁路電容器； 濾波電容器； 隔直流電容器； 脈沖電容器； 功率補償電容器四、電容器表示符號：固定電容器 電解電容器 可變電容器 半可變電容器 第六張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五、電容器的性能參數(shù)：1、電容量： 當(dāng)電容器接通電源時，在電容器的兩極上加上了一定的電壓，在兩極上積有數(shù)量相等而符號相反的電荷，兩極間的電壓U越高，極板上聚集的電量Q也就越多，但電壓U和電量Q的比值則保持不變，這個比值稱為電容器的電容量。 Q C = U Q庫侖； U伏特； C法拉 1F=106F=109nF=1012pF第

5、七張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、電容器的絕緣電阻在電場作用下，由于介質(zhì)中產(chǎn)生位移電流而形成漏電流，漏電流的大小表示介質(zhì)的絕緣性能的好壞。施加電容器上的電壓與漏電流的比值即為電容器的絕緣電阻。 dR=v s 同一介質(zhì)做成的電容器，電容量增大時其絕緣電阻就會減小，這是因為要增加電容器的電容量就必須增大極板面積s或減小介質(zhì)厚度d，都將使R值隨之減低。所以，對于電容器質(zhì)量的好壞常用絕緣電阻與電容量的乘積來評價，這個乘積稱為電容器的時間常數(shù)。 =R.C. R兆歐, M；C微法, F；秒, S 經(jīng)推算可得：=8.8410-14v 由此可見，電容器的時間常數(shù)只與介質(zhì)的體積電阻系數(shù)v及介電系

6、數(shù)有關(guān)，而與電容器的形狀、尺寸無關(guān)。 直流電容器對電阻的要求較高。 對交流電容器，在舊的IEC及GB標(biāo)準(zhǔn)中，曾有絕緣電阻的要求條款，隨著電容器的發(fā)展，目前電容器介質(zhì)性能越來越高，產(chǎn)品的絕緣電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實際使用要求。因此，在新的IEC 60252及GB3667標(biāo)準(zhǔn)中刪去了對絕緣電阻要求的條款。 第八張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月3、電容器的損耗角正切值tg電容器中貯存的功率（無功功率）為 Pq=UICUIcos 電容器的能量損耗（有功功率）： P=UIR=UIsin P與Pq的比值即為電容器的損耗角正切值：第九張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月4、電容器的介電強度電容器的介電

7、強度就是它能承受加于兩引出端上的電壓而不致被擊穿（損壞）的能力。它主要取決于介質(zhì)的介電強度和性質(zhì)，此外也與電容器的結(jié)構(gòu)特點、極板面積及散熱情況等因素有關(guān)。 由于電容器的擊穿往往是因為介質(zhì)擊穿而引起的，因此，與介質(zhì)擊穿形式相類似，電容器的擊穿形式可分為電擊穿、熱擊穿、老化擊穿。采用相同材料和工藝制成的電容器，其擊穿場強往往也有較大的分散性，這是由于工藝的重復(fù)性和材料的均勻性不良而造成的。 對交流電動機(jī)電容器而言，電壓應(yīng)盡量不含諧波，以保證當(dāng)施加于電容器時，總電流不超過對應(yīng)于正弦波電壓值的10%。第十張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月六、電容器結(jié)構(gòu)電容器主要由以下四部分構(gòu)成：a) 電容器芯

8、子，是電容器的主體部分，形成電容器的電容量。b) 電容器外殼，是電容器的載體，起保護(hù)電容器芯子及電容器安裝固定作用。c) 電容器灌封材料，固定及密封電容器芯子。d) 電容器引出線，引出電容器兩電極，以此同其它線路的連接。第十一張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第十二張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月CBB65A型電容器結(jié)構(gòu)圖 第十三張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月CBB65型電容器結(jié)構(gòu)圖第十四張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月七、金屬化安全膜電容器介紹金屬化安全膜電容器工作原理：金屬化安全膜電容器是普通金屬化有機(jī)薄膜電容器的升級產(chǎn)品，目的是進(jìn)一步提升金屬化有機(jī)

9、薄膜電容器的安全性。金屬化有機(jī)薄膜電容器具有良好的自愈性，即當(dāng)電容器介質(zhì)薄膜中存在疵點而發(fā)生介質(zhì)擊穿時，在擊穿點周圍的極薄的金屬化層（0.01-0.02m）在大電流的作用下蒸發(fā)，使得擊穿點同整體電容器隔離，保證了電容器的正常工作。隨著實踐的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)金屬化有機(jī)薄膜在電容器連續(xù)發(fā)生自愈擊穿的過程中，在電弧高溫作用下，自愈點周圍的有機(jī)薄膜局部軟化，使電性能急劇下降，甚至使多層介質(zhì)粘接在一起，出現(xiàn)絕緣電阻下降、損耗角正切增加、甚至短路失效影響產(chǎn)品的可靠性，因此，金屬化有機(jī)薄膜電容器運行的可靠性與安全性列入到金屬化有機(jī)薄膜電容器行業(yè)研究的課題中來。金屬化安全膜是將保障電容器安全所需的保險絲分化為無

10、數(shù)個微型保險絲蒸鍍在金屬化聚丙烯膜的基膜上，每平方米基膜上蒸鍍的微型保險絲一般在二萬個以上。由于保險絲非常微小，因而反應(yīng)非常靈敏，金屬化安全膜在介質(zhì)擊穿發(fā)生自愈時，擊穿點所在極板四周的微型保險絲由于瞬間流過較大電流而動作，使擊穿點所在極板單元與其他極板脫離，能有效地阻止電介質(zhì)弱點在擊穿時對電容器的破壞和蔓延，防止擊穿點因自愈不徹底而進(jìn)一步惡化，較普通金屬化薄膜電容器而言，減少了電容器的早期失效，同時也有效提升了電容器使用過程中的安全性。第十五張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月金屬化安全膜電容器介紹第十六張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月分切將待分切的聚丙烯光膜卷或金屬化膜卷分切

11、成所需寬度，并適合于卷繞機(jī)用的光膜盤或金屬化膜盤。八、電容器工藝過程第十七張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月卷繞將金屬化膜卷制成電容器主體部分電容器芯子。第十八張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月熱壓（CBB61/CBB65D）熱壓定型。包裹編帶（CBB61/CBB65D）掩蔽電容器芯子，確保產(chǎn)品在噴金時芯子兩噴金層不連襟。第十九張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月噴金引出電容器兩電極板。第二十張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月半成品檢測剔除芯子的薄膜電弱點、剔除噴金接觸不良品、剔除半成品中電性能不合格品。第二十一張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月焊接裝配引

12、出電容器兩電極。第二十二張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月去潮 去除電容器芯子中的潮氣，確保電容器電性能的良好。灌封(CBB61/CBB60/CBB65D)密封芯子，形成整體電容器。第二十三張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月浸漬（CBB65/CBB65A）排除電容器內(nèi)的空氣及潮氣，在真空下填充浸漬料，以提高其電氣性能。第二十四張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月清洗、密封檢驗（ CBB65/CBB65A ）將已浸漬并已焊封浸漬孔的鋁殼產(chǎn)品上的油漬除去，使產(chǎn)品清潔，并將密封性能不和格的產(chǎn)品剔除。標(biāo)志標(biāo)識每只電容器的型號、規(guī)格，便于使用；標(biāo)識流程卡號，便于追溯。成品測試剔除電

13、性能、外觀不合格的電容器。第二十五張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十六張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月九、交流電動機(jī)電容器的選用及應(yīng)用中的幾個問題一）、電容器電容量的選擇1、補償電容1). 容量太大 a. 過補償 b. 成本過高2). 容量太小 補償效率較低2、起動電容 1). 容量太大：起動轉(zhuǎn)矩較大，起動時間較短，但成本上升。 2). 容量太?。浩饎勇赡軙绊懪R近負(fù)載正常工作。3、運轉(zhuǎn)電容 過大或過小，均會造成旋轉(zhuǎn)磁場非接近圓形，影響電動機(jī)運行性能。二）、額定電壓的選擇 額定電壓選擇過高，產(chǎn)品制造成本較高，實際使用電壓較低，存在大馬拉小車的現(xiàn)象。 額定電壓選擇過低

14、，保險系數(shù)較小，使用過程易因電壓的波動出現(xiàn)失效產(chǎn)品。第二十七張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月三）、諧波的危害及預(yù)防 諧波的存在對電容器的危害較大，諧波可能被電容線路進(jìn)行諧振放大，造成施加在電容器上的總電壓高于電容器的擊穿電壓而導(dǎo)致電容器擊穿失效。 因此在應(yīng)用電容器的場合應(yīng)考慮諧波的影響，對電容器應(yīng)有保護(hù)電路，以保證施加于電容器的總電流不超過對應(yīng)于正弦波電壓值的10%。第二十八張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月四）、密封性試驗 密封性試驗是針對密封性試驗溫度下含有液體材料的產(chǎn)品進(jìn)行的。如密封性試驗溫度下不含有液體材料，則不要求進(jìn)行密封性試驗，因此對CBB65/CBB65A產(chǎn)品而

15、言須進(jìn)行密封性試驗，而對CBB65D、 CBB60/CBB61型產(chǎn)品則不需做密封性試驗。 第二十九張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月五）、耐久性（壽命）試驗 按照GB 3667-1997(idt IEC 252：1993)中規(guī)定壽命試驗試品數(shù)為21只，允許有1只電容器不合格，有2只電容器不合格允許進(jìn)行復(fù)試。從這里可以看出標(biāo)準(zhǔn)中承認(rèn)電容器中的主要材料聚丙烯這一流程性材料的分散性。這種材料的分散性及生產(chǎn)產(chǎn)品工藝的波動都對產(chǎn)品的壽命有一定的影響。第三十張，PPT共三十三頁，創(chuàng)作于2022年6月六）、電容器失效的幾種模式(a) 電擊穿：電容器是由兩層電極板中間夾一層介質(zhì)構(gòu)成，介質(zhì)具有一定的抗電強度。當(dāng)電容器的工作電壓超過電容器本身的耐壓強度時，電容器會出現(xiàn)電擊穿，連續(xù)的電擊穿導(dǎo)致電容器的失效。(b) 熱擊穿：電容器使用的介質(zhì)絕緣材料抗電性能一般跟實驗的環(huán)境溫度成反相關(guān)，即介質(zhì)溫度越高