电容的测量方法与详细单位换算0.doc

电容的测量方法与详细单位换算电容是板卡设计中必用的元件，其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一个很重要的方面 ①电容的功能和表示方法 由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成电容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐电容在电路中用“C”加数字表示，比如 C8，表示在电路中编号为 8 的电容 ②电容的分类 电容按介质不同分为：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按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容 ③电容的容量 电容容量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，容抗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) ④电容的容量单位和耐压 电容的基本单位是 F（法） ，其它单位还有：毫法（mF） 、微法（uF ） 、纳法（nF） 、皮法（pF） 由于单位 F 的容量太大，所以我们看到的一般都是 μF、nF、pF 的单位换算关系：1F＝1000000μF ，1μF=1000nF=1000000pF 每一个电容都有它的耐压值，用 V 表示。

一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V 、600V 、1000V 等有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V 、35V 、50V、63V、80V 、100V、220V、400V 等 ⑤电容的标注方法和容量误差 电容的标注方法分为：直标法、色标法和数标法对于体积比较大的电容，多采用直标法如果是 0.005，表示 0.005uF=5nF如果是 5n，那就表示的是 5nF 数标法：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 10 的多少次方如：102 表示 10x10x10 PF=1000PF，203 表示 20x10x10x10 PF 色标法，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） 颜色代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5 、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9 电容容量误差用符号 F、G、J、K 、L、M 来表示，允许误差分别对应为±1%、±2% 、±5% 、±10% 、±15%、±20% ⑥电容的正负极区分和测量。

电容上面有标志的黑块为负极在 PCB 上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应的引脚为负极也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负 当我们不知道电容的正负极时，可以用万用表来测量电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体，它的电阻也不是无限大，而是一个有限的数值，一般在 1000 兆欧以上电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔） ，负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大） 反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小） 这样，我们先假定某极为“+”极，万用表选用R*100 或 R*1K 挡，然后将假定的 “+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大） ，对于数字万用表来说可以直接读出读数然后将电容放电（两根引线碰一下） ，然后两只表笔对调，重新进行测量两次测量中，表针最后停留的位置靠左（或阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极 ⑦电容使用的一些经验及来四个误区 一些经验：在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。

电容的工作电压不能超过其额定电压在进行电容的焊接的时候，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂并且焊接时间不应超过 10 秒，焊接温度不应超过 260 摄氏度 四个误区： ●电容容量越大越好 很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容我们知道虽然电容越大，为 IC 提供的电流补偿的能力越强且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加成本的同时还影响空气流动和散热关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回路会在某个频点上发生谐振在谐振点，电容的阻抗小因此放电回路的阻抗最小，补充能量的效果也最好但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加，电容提供电流能力便开始下降电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有效补偿电流的频率范围也越小从保证电容提供高频电流的能力的角度来说，电容越大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的 ●同样容量的电容，并联越多的小电容越好， 耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数，对于 ESR 自然是越低越好ESR 与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系当电压固定时候，容量越大，ESR 越低在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与 PCB 空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR 越低，效果越好。

理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并不一定突出 ●ESR 越低，效果越好 结合我们上面的提高的供电电路来说，对于输入电容来说，输入电容的容量要大一点相对容量的要求，对 ESR 的要求可以适当的降低因为输入电容主要是耐压，其次是吸收MOSFET 的开关脉冲对于输出电容来说，耐压的要求和容量可以适当的降低一点ESR的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的电流通过量但这里要注意的是 ESR 并不是越低越好，低 ESR 电容会引起开关电路振荡而消振电路复杂同时会导致成本的增加板卡设计中，这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致成本的增加 ●好电容代表着高品质 “唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点在板卡设计中，电路设计水平是关键和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容，不一定能做出好产品衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大. 电子技术基础知识(基本名词解释和单位换算 )什么叫交流电?什么叫直流电? 电流的方向和大小随时间周期性变化的电流叫交流电.我们生活用电和发电厂发的电都是交流电. 直流电方向和大小固定不变.如各种电池 直流发电机提供的电源都是直流电. 什么叫频率?频率的单位是什么 物体完成全振动的次数叫频率,频率的单位是赫芝 符号是 HZ .1000HZ=1KHZ;1000KHZ=1MHZ什么叫并联什么叫串联 将用电器并列联接起来叫并联,我们的电灯和其它电器都是并联,将用电器依次联接起来叫串联, 三相四线制 发电厂发的电是三相交流电, 将每个线圈的尾端接在一起线就构成了三相四线制这样省了两条导线. 电流 电荷在电路中沿着一定方向移动,电路中就有了电流,电荷的定向移动形成电流. 符号: I 符号名称: 安培（安） 单位: A 公式: 电流=电压 /电阻 I＝U/R 单位换算: 1MA（兆安）=1000kA（千安）=1000000A（安） 1A（安）=1000mA （毫安）=1000000μA （微安） 电流的常用的单位是 A,MA,μA 它们之间是千进位. 电压 符号 V 符号名称: 伏待 单位: V 公式: V=IR 有的书上电压用 U 表示. 电压的单位有 KV=1000V MV=0.001V 它们之间是千进位 .电阻是导体对电流的阻厚作用 符号: R 符号名称: 欧姆 单位: 大写的希腊字母欧米嘎 公式: R=V/R 比欧姆大的单位是千欧=1000 欧姆 兆欧=1000 千欧 它们之间是千进位 电功 电流通过用电器所做的功 符号: J 符号名称: 焦尔 单位: J 公式: W=UIt 焦尔这个单位太小,生活中常用度做电功的单位,就是平常所说的几度电,度在技术中叫千瓦时符号是 KWh 就是电功率在 1000 瓦使用 1 小时.等于 3600000J 电功率 电流在单位时间内所做的功叫电功率 符号: P 符号名称: 瓦特 单位:W 公式:P=UI 单位换算: 1KW=1000W 电容 两块不相连的金属板构成,能够储存电荷. 符号: F 符号名称: 法垃 单位: F 1F=100000uF 1UF=100000PF(uuF)感抗：交流电也可以通过线圈，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用，这个阻碍叫做感抗。

电感量大，交流电难以通过线圈，说明电感量大，电感的阻碍作用大；交流电的频率高，交流电也难以通过线圈，说明频率高，电感的阻碍作用也大实验证明，感抗和电感成正比，和频率也成正比如果感抗用 XL 表示，电感用 L 表示，频率用 f 表示，那么XL=2πfL 感抗的单位是欧知道了交流电的频率 f 和线圈的电感 L，就可以用上式把感抗计算出来 阻抗：具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗阻抗常用 Z表示阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成，但不是三者简单相加如果三者是串联的，又知道交流电的频率 f、电阻 R、电感 L 和电容 C，那么串联电路的阻抗阻抗的单位是欧对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大也就是阻抗减小到最小值在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反 相位：相位是反映交流电任何时刻的状态的物理量交流电的大小和方向是随时间变化的比如正弦交流电流，它的公式是 i=Isin2πfti 是交流电流的瞬时值， I 是交流电流的最大值，f 是交流电的频率，t 是时间随着时间的推移，交流电流可以从零变到最大值，从最大值变到零，又从零变到负的最大值，从负的最大值变到零。

在三角函数中 2πft 相当于角度，它反映了交流电任何时刻所处的状态，是在增大还是在减小，是正的还是负的等等因此把 2πft 叫做相位，或者叫做相如果 t 等于零的时候，i 并不等于零，公式应该改成i=Isin(2πft+ψ)那么 2πft+ψ 叫做相位，ψ 叫做初相位，或者叫做初相 相位差：两个频率相同的交流电相位的差叫做相位差，或者叫做相差这两个频率相同的交流电，可以是两个交流电流，可以是两个交流电压，可以是两个交流电动势，也可以是这三种量中的任何两个例如研究加在电路上的交流电压和通过这个电路的交流电流的相位差如果电路是纯电阻，那么交流电压和电流电流的相位差等于零也就是说交流电压等于零的时候，交流电流也等于零，交流电压变到最大值的时候，交流电流也变到最大值这种情况叫做同相位，或者叫做同相如果电路含有电感和电容，交流电压和交流电流的相位差一般是不等于零的，也就是说一般是不同相的，或者电压超前于电流，或者电流超前于电压加在晶体管放大器基极上的交流电压和从集电极输出的交流电压，这两者的相位差正好等于 180°这种情况叫做反相位，或者叫做反相1、电阻率---又叫电阻系数或叫比电阻是衡量物质导电性能好坏的一个物理量，以字母 ρ 表示，单位为欧姆*毫米平方/米。

在数值上等于用那种物质做的长 1 米截面积为 1 平方毫米的导线，在温度 20C 时的电阻值，电阻率越大，导电性能越低则物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高 1C 时，电阻率的增加与原来的电阻电阻率的比值，通常以字母 α 表示，单位为 1/C 2、电阻的温度系数----表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高 1C 时，电阻率的增加量与原来的电阻率的比值，通常以字母 α 表示，单位为 1/C 3、电导----物体传导电流的本领叫做电导在直流电路里，电导的数值就是电阻值的倒数，以字母 ɡ 表示，单位为欧姆 4、电导率----又叫电导系数，也是衡量物质导电。