1-1.電容器的基本原理

　　電容器的基本原理可以用圖1-1來描述

　　當(dāng)在兩個(gè)正對(duì)的金屬電極上施加電壓時(shí)，電荷將據(jù)電壓的大小被儲(chǔ)存起來Q=CV

　　圖. 1-1

　　Q:電量( C )

　　V:電壓(V )

　　C:電容量(F

　　C:電容器的電容量，可以由電極面積S [m2]，介質(zhì)厚度t [m]以及相對(duì)介電常數(shù)ε來表示

　　C[F]= ε0·ε·S/t

　　ε0:介質(zhì)在真空狀態(tài)下的介電常數(shù)(=8.85x10-12 F/M)

　　鋁氧化膜的相對(duì)介電常數(shù)為7~8，要想獲得更大的電容，可以通過增加表面積S或者減少其厚度t來獲得。

　　表1-1列出了電容器中常用的幾種典型的介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，在很多情況下，電容器的命名通常是根據(jù)介質(zhì)所使用的材料來決定的，例如：鋁電解電容器、鉭電容器等。

　　雖然鋁電解電容器非常小，但它具有相對(duì)較大的電容量，因?yàn)槠渫ㄟ^電化學(xué)腐蝕后，電極箔的表面積被擴(kuò)大了，并且它的介質(zhì)氧化膜非常薄。

　　圖1-2形象地描述了鋁電解電容器的基本組成。

　　1-2電容器的等效電路

　　電容器的等效電路圖可由下圖2表示

　　R1：電極和引出端子的電阻

　　R2：陽極氧化膜和電解質(zhì)的電阻

　　R3：損壞的陽極氧化膜的絕緣電阻

　　D1：具有單向?qū)щ娦缘年枠O氧化膜

　　C1：陽極箔的容量

　　C2：陰極箔的容量

　　L ：電極及引線端子等所引起的等效電感量

　　1-3基本的電性能

　　1-3-1 電容量

　　電容器的由測(cè)量交流容量時(shí)所呈現(xiàn)的阻抗決定。交流電容量隨頻率、電壓以及測(cè)量方法的變化而變化。鋁電解電容器的容量隨頻率的增加而減小。

　　和頻率一樣，測(cè)量時(shí)的溫度對(duì)電容器的容量有一定的影響。隨著測(cè)量溫度的下降，電容量會(huì)變小。

　　另一方面，直流電容量，可通過施加直流電壓而測(cè)量其電荷得到，在常溫下容量比交流稍微的大一點(diǎn)，并且具有更優(yōu)越的穩(wěn)定特性。

　　1-3-2 Tan δ（損耗角正切）

　　在等效電路中，串聯(lián)等效電阻ESR同容抗1/ wC之比稱之為Tan δ，其測(cè)量條件與電容量相同。

　　tan δ =RESR/ (1/wC)= wC RESR

　　其中：RESR=ESR（120 Hz）

　　w=2πf

　　f=120Hz

　　tan δ隨著測(cè)量頻率的增加而變大，隨測(cè)量溫度的下降而增大。

　　阻抗（Z）：

　　在特定的頻率下，阻礙交流電通過的電阻就是所謂的阻抗（Z）。它與容量以及電感密切相關(guān)，并且與等效串聯(lián)電阻ESR也有關(guān)系。具體表達(dá)式如下：

　　其中：Xc=1/ wC=1/ 2πfC

　　XL=wL=2πfL

　　漏電流：

　　電容器的介質(zhì)對(duì)直流電具有很大的阻礙作用。然而，由于鋁氧化膜介質(zhì)上浸有電解液，在施加電壓時(shí)，重新形成以及修復(fù)氧化膜的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一種很小的稱之為漏電流的電流，剛施加電壓時(shí)，漏電流較大，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，漏電流會(huì)逐漸減小并最終保持穩(wěn)定。

　　漏電流隨時(shí)間變化特征圖

　　測(cè)試溫度和電壓對(duì)漏電流具有很大的影響。漏電流會(huì)隨著溫度和電壓的升高而增大。