电容单位及转换

        在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，由于法拉这个单位太大，所以常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）等，换算关系是：

1法拉（F）= 1000毫法（mF）=1000000微法（μF）

1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。

电容与电池容量的关系：

1伏安时=1瓦时=3600焦耳

W=0.5CUU

电容计算公式

       一个电容器，如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法拉，即：C=Q/U 。但电容的大小不是由Q（带电量）或U（电压）决定的，即电容的决定式为：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为电容极板的正对面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。常见的平行板电容器，电容为C=εS/d（ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离）。

定义式：

电容器的电势能计算公式：E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C

多电容器并联计算公式：C=C1+C2+C3+…+Cn

多电容器串联计算公式：1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn

三电容器串联：C=（C1*C2*C3）/（C1*C2+C2*C3+C1*C3）

电容识别方法

  电解电容有正负之分，其他都没有。

　　电容的容量单位为：法(F)、微法(uf)，皮法(pf)。一般我们不用法做单位，因为它太大了。各单位之间的换算关系为：

　　1F=1000000uf 1uf=1000000pf

　　在使用中，还经常见到单位：nf。1uf=1000nf 1nf=1000pf

　　电容的容量标识的几种方法：

　　一、直接标识：如上图的电解电容，容量47uf，电容耐压25v。

　　二、使用单位nf：如上图的涤纶电容，标称4n7，即4.7nf，转换为pf即为4700pf。还有的例如：10n，即0.01uf;33n，即0.033uf。

　　后面的63是指电容耐压63v.

　　三、数学计数法：如上图瓷介电容，标值104，容量就是：10X10000pf=0.1uf.如果标值473，即为47X1000pf=0.047uf。(后面的4、3，都表示10的多少次方)。又如：332=33X100pf=3300pf。

　　电容的使用，都应该在指定的耐压下工作。现在的好多质量不高的产品，就因为使用了耐压不足的电容而引起故障(常见电容爆裂)。二、电容识别

　　1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为13的电容)。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。

　　电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。

　　容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。

　　2、电容识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(F)表示，其它单位还有：毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。

　　其中：1法拉=10 3毫法=10 6微法=10 9纳法=10 12皮法

　　容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V

　　容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示

　　字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF

　　数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。

　　如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF

　　3、电容容量误差表

　　符 号 F G J K L M

　　允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%

　　如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。 

电容的分类

电容的分类可以从原理上分为：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 。

无极性云母电容

制作工艺：云母片上镀两层金属薄膜

优点：容易生产，技术含量低。

缺点：体积大，容量小用途：震荡、谐振、退耦及要求不高的电路无极性独石电容体积比CBB更小，其他同CBB，有感

用途：模拟/数字电路信号旁路/滤波，音响  

有极性电解电容

制作工艺：两片铝带和两层绝缘膜相互层叠，转捆后浸在电解液中。

优点：容量大。

缺点：高频特性不好。

用途：低频级间耦合、旁路、退耦、电源滤波、音响  

钽电容

制作工艺：用金属钽作为正极，在电解质外喷上金属作为负极。

优点：稳定性好，容量大，高频特性好。

缺点：造价高。

用途：高精度电源滤波、信号级间耦合、高频电路、音响电路  

无极性可变电容

制作工艺：可旋转动片为陶瓷片表面镀金属薄膜，定片为镀有金属膜的陶瓷底；动片为同轴金属片，定片为有机薄膜片作介质

优点：容易生产，技术含量低。

缺点：体积大，容量小

用途：改变震荡及谐振频率电路。调频、调幅、发射/接收电路 

无极性无感CBB电容

制作工艺：2层聚丙乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。

优点：无感，高频特性好，体积较小

缺点：不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。

用途：耦合/震荡，音响，模拟/数字电路，高频电源滤波/退耦 

无极性CBB电容

制作工艺：2层聚乙烯塑料和2层金属箔交替夹杂然后捆绑而成。

优点：有感，高频特性好，体积较小

缺点：不适合做大容量，价格比较高，耐热性能较差。

用途：耦合/震荡，模拟/数字电路，电源滤波/退耦

无极性瓷片电容

制作工艺：薄瓷片两面渡金属膜银而成。

优点：体积小，耐压高，价格低，频率高（有一种是高频电容）

缺点：易碎，容量低

用途：高频震荡、谐振、退耦、音响 

聚酯（涤纶）电容

符号：CL

电容量：40p--4u

额定电压：63--630V

主要特点：小体积，大容量，耐热耐湿，稳定性差

应用：对稳定性和损耗要求不高的低频电路  

聚苯乙烯电容

符号：CB

电容量：10p--1u

额定电压：100V--30KV

主要特点：稳定，低损耗，体积较大

应用：对稳定性和损耗要求较高的电路 

聚丙烯电容

符号：CBB

电容量：1000p--10u

额定电压：63--2000V

主要特点：性能与聚苯相似但体积小，稳定性略差

应用：代替大部分聚苯或云母电容，用于要求较高的电路 

云母电容

符号：CY

电容量：10p--0。1u

额定电压：100V--7kV

主要特点：高稳定性，高可靠性，温度系数小

应用：高频振荡，脉冲等要求较高的电路 

高频瓷介电容

符号：CC

电容量：1--6800p

额定电压：63--500V

主要特点：高频损耗小，稳定性好

应用：高频电路

低频瓷介电容

符号：CT

电容量：10p--4。7u

额定电压：50V--100V

主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差

应用：要求不高的低频电路  

玻璃釉电容

符号：CI

电容量：10p--0。1u

额定电压：63--400V

主要特点：稳定性较好，损耗小，耐高温（200度）

应用：脉冲、耦合、旁路等电路 

铝电解电容

符号：CD

电容量：0。47--10000u

额定电压：6。3--450V

主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大

应用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等 

钽电解电容（CA）、铌电解电容（CN）

电容量：0。1--1000u

额定电压：6。3--125V

主要特点：损耗、漏电小于铝电解电容

应用：在要求高的电路中代替铝电解电容  

空气介质可变电容器 

可变电容量：100--1500p

主要特点：损耗小，效率高；可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式 等

应用：电子仪器，广播电视设备等 

薄膜介质可变电容器 

可变电容量：15--550p

主要特点：体积小，重量轻；损耗比空气介质的大

应用：通讯，广播接收机等 

薄膜介质微调电容器 

符号： 可变电容量：1--29p

主要特点：损耗较大，体积小

应用：收录机，电子仪器等电路作电路补偿 

陶瓷介质微调电容器 

符号： 可变电容量：0。3--22p

主要特点：损耗较小，体积较小

应用：精密调谐的高频振荡回路

电容的作用

1）旁路

    旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降[2]  。

2）去耦

    去耦，又称解耦。从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感）会产生反弹，这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。

    去耦电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰，在电路中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。

    将旁路电容和去耦电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄放途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是10μF 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别  。

3）滤波

     从理论上（即假设电容为纯电容）说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容滤低频，小电容滤高频。电容的作用就是通交流隔直流，通高频阻低频。电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中，大电容（1000μF）滤低频，小电容（20pF）滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程 。

4）储能

    储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000μF 之间的铝电解电容器是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式， 对于功率级超过10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器[