標準電容器

標準電容器

標準電容器(standard capacitor)所採用的電極形式及介質與其電容量值有關。10pF以下的小容量標準電容器常採用密封的空氣、同軸圓柱形電極結構,其優點是穩定性好,但電容量不易做大。100~1000pF的標準電容器常採用空氣、多層平板型電極結構。大於1000pF的標準電容器如仍採用平板型空氣結構,則相當笨重,因而常採用雲母鍍銀工藝製作。10~100pF的標準電容器常採用表面金屬化的有機絕緣薄膜作介質,以減小體積。100pF以上的標準電容器不易製作,常採用帶有耦合變壓器或運算放大器的等效大電容方式,等效電容量可高達IF以上。如圖1所示分別為熔融石英介質和白雲母片介質標準電容。

基本介紹

  • 中文名:標準電容器
  • 外文名:standard capacitor
  • 電極結構:空氣、多層平板型
  • 組成部分:熔融石英;敷金電極等
  • 電容量範圍:1pF~1pF
組成部分,量值,簡介,電容器的分類,特性,

組成部分

1-熔融石英;2-敷金電極;3-敷金保護環;4-微調電容器;5-絕緣子,6-圃定極板;7-白雲母片
標準電容器為了消除雜散電容的影響,常用金屬禁止罩將電容器禁止起來,並在禁止罩上設一接線端鈕,稱為禁止端鈕,這樣電容器就有三個端鈕。
作為計量標準用的標準電容器,按其在量值傳遞系統中的位置分為計量基準、計量標準及一般的工作標準量具三擋,較低擋標準電容器的量值由較高擋的傳遞。標準電容器按準確度分級,我國的標準電容器從0.01~0.2級共分為5個級別。

量值

標準電容器的量值通常是十進制的,其電容量範圍一般為1pF~1pF,特殊情況下也可以製成更小或更大的數值,或非十進制數值。

簡介

用於保存電磁單位制電容單位法拉的量值的標準量具(見彩圖)。
標準電容器
其特點是電容量非常準確和穩定,常用作計量標準,或裝在電測量儀器內作為標準電容元件。標準電容器通常為10進制,其電容量範圍一般為1皮法至1微法,特殊情況下也可做成更小或更大的量值,或非10進制量值。
等級 標準電容器的等級一般由各國計量部門制定的國家計量檢定系統表和有關的國家標準規定。中華人民共和國規定,作為計量標準用的標準電容器,按其在計量檢定系統表中的位置分為計量基準、計量標準和工作計量器具三檔。按計量檢定系統表的規定,較低檔標準電容器的量值由較高檔傳遞。
中國的電容基準是計算電容器,不確定度(見電磁測量誤差)為3.5×10。這是一種絕對測定裝置(見電單位的絕對測定),保存在國家計量技術機構,用於復現法定法拉單位。計算電容器不能輕易動用,只用於定期向電容工作基準傳遞量值。由計算電容器復現的法拉單位量值由電容工作基準保存。電容工作基準是一組10皮法熔融石英介質電容器,取其電容量的平均值作為所保存的電容量量值。電容工作基準組的年變化為 10量級。
為了使用方便,標準電容器的穩定度也常用級別來表示。例如0.01級標準電容器,表示其年變化在規定的參考條件下小於0.01%。中國的標準電容器從0.01~0.2級,共分為5個級別。
構造 標準電容器的電容量值與其電極形式和所用的介質有關。10皮法以下的小容量標準電容器常採用空氣密封同軸圓柱形電極的結構,年變化小於1×10,損耗角為10量級,電容量隨頻率的變化很小,因此這種電容器也常作為損耗角標準或高頻阻抗標準。其缺點是電容量不易做大,因此100~1000皮法的標準電容器常採用多層平板型空氣電容器,但此種結構的電容器年變化稍大,約為10~10。大於1納法的標準電容器如仍採用平板型結構,則相當笨重,因而常採用雲母鍍銀電容器,年變化約為1×10,損耗角也為10量級。10~100微法的標準電容器常採用金屬化薄膜電容,以減少體積,年變化為10~10,100微法以上的標準電容器不易製作,常採用帶有耦合變壓器或運算放大器的等效大電容方式,等效電容量可高達1法,不確定度及不穩定度為10量級。
70年代以來,採用高純度熔融石英介質製作的10~100 皮法標準電容器,顯示了優異的性能,年變化僅為10~10量級,損耗角為10量級,可在計量技術機構中作為保存電容單位量值的工作基準,並用作統一各國電容單位的比較標準。中國也已製成此種標準電容器。
使用 使用標準電容器時應注意不使其工作電壓超過允許值。對小容量標準電容器,要仔細考慮禁止防護措施,去除各種寄生的雜散電容的影響。在交流下使用大容量標準電容器時應注意引線阻抗帶來的誤差。

電容器的分類

(1)按結構及電容器是否能調節分:有固定電容器、可變電容器和半可變電容器.
(2)按介質材料的不同分:有機介質電容器(包括漆膜電容器、混合介質電容器、紙介電容器、有機薄膜介質電容器、紙膜複合介質電容器等)、無機介質電容器(包括陶瓷電容器、雲母電容器、玻璃膜電容器、玻璃釉電容器等)、電解電容器(包括鋁電解電容器、鉭電解電容器、鈮電解電容器、鈦電解電容器及合金電解電容器等)和氣體介質電容器(包括空氣電容器、真空電容器和充氣電容器等)。
(3)按作用及用途的不同分:有高頻電容器、低頻電容器、高壓電容器、低壓電容器、耦合電容器、旁路電容器、濾波電容器、中和電容器、調諧電容器.
(4)按封裝外形的不同分:有圓柱形電容器、圓片形電容器、管形電容器、疊片形電容器、長方形電容器、珠狀電容器、方塊狀電容器和異形電容器等多種.
(5)按引出線的不同分:有軸向引線型電容器、徑向引線型電容器、同向引線型電容器和無引線型(貼片式)電容器等多種.
鋁電解電容器結構圖如右圖所示
圖2鋁電解電容器結構圖2鋁電解電容器結構

特性

1、標稱電容量(NominalCapacitance)指在測試頻率120Hz時所測得之電容量,電容量與金屬(鋁箔)相對面積及介質常數成正比,與兩極間距離成反比。C=εA/d
2、電容量誤差(CapacitanceTolerance)K(±10%),M(±20%),V(-10~+20%)
3、額定工作電壓(RatedWorkingVoltage)(WV)在最高工作溫度下,電解電容可以承受之最高直流電壓。
4、突波電壓(SurgeVoltage)(SV)在最高工作溫度下,電解電容器可以承受之相當瞬間最高峰值電壓。
5、工作溫度範圍(OperatingTemperatureRange)25~+85℃,-40~+85℃,-25~+105℃,-40~+105℃
6、等效串聯電阻(EquivalentSeriesResistance)(ESR)(電極電阻+電解質電阻+介質損失)。ESR=DF/2πfC
7、泄漏電流(LeakageCurrent)(LC)電容器施加直流電壓,經規定時間後繼續流通之最大直流電流。I≦0.01CVor3μAWhicheverisgreater(上示公式須視不同系列產品而定。)
8、漣波電流(RippleCurrent)(RC)在最高工作溫度及120Hz(or100KHz)頻率下,電解電容器可以承受之最高交流電流。(溫度/頻率補正係數)
9、低溫特性(LowTemperatureCharacteristics)是指在-25℃/-40℃時,與在常溫20℃之最大阻抗比。

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