最全电容基础知识（松下文档）

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电容器是与电阻、线圈并存的三大被动元器件之一。不仅在电气或电子电路中会使用电容器，而且如果没有电容器电路就不会正常工作。这在智能手机和IoT设备、服务器和网络、以及无线通信系统之类的尖端设备上也是一样的。此外，电容器的性能会对各种电子设备的性能产生影响，因而已成为非常重要的零部件。

电容器的基本结构

简而言之，电容器是能够储蓄电能，并可在必要的时候放电的零部件。可蓄积起来的电能(电荷)与电池相比较少，因而在放出电荷(放电)时只能在短时间内供给电流，但是可反复进行充电(电荷的蓄积)和放电。

这里列出电容器的示意(模式)图。将绝缘体(电介质)平行地夹在金属板(电极)之间而构成的就是电容器。如果向该金属板(电极)间施加直流电压，就可将电荷蓄积起来。这就是电容器的蓄电原理。被蓄积起来的电荷量叫做静电电容，静电电容C是由绝缘体的介电常数ε、电极的表面积S、绝缘体的厚度d来决定的。

                               
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可通过增大绝缘体的介电常数ε，增大电极的表面积S，减薄绝缘体的厚度d来增大静电电容C。

电容器的电压和电流

电容器由于其内部是绝缘的，因而不会有直流电流流过，但伴随着所施加电压的变动，通过进行充电和放电，看似好像有电流在电容器中流动。电压随时间变化率越大，流经电容器的电流就越会增大，如下式所示。

                               
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可变电容器

电容器的主流是固定电容器，但是也包括静电电容在一定范围内可变的可变电容器。

可变电容器，常见的是改变对置电极面积以使静电电容变化的电容器。

此外，有些可变电容器在收音机的选台等中容值频繁地变化 (可变电容器)、而其他电容器(微调电容器)在电路组装过程中只会发生一次变化。

静电电容的变化可通过旋钮或螺丝刀来进行，但由于是机械地使其变化的结构，因而难以制作静电电容大且具有pF (皮法微微法拉)级小电容器。

无极性电容器和有极性电容器

固定电容器大致区分为无极性电容器和有极性电容器。

无极性电容器，其施加到电容器端子上的电压极性没有限制，也就是说这种电容器是哪一个端子为正也都无妨的电容器。只要是无极性电容器，就可施加从零电位升降的电压，因而即使在交流电路中也可直接使用。

无极性电容器的主流是陶瓷电容器和薄膜电容器，此外还包括云母电容器、纸电容器、空气电容器。

而有极性电容器则是决定2个端子的其中一个作为正的电容器，如果弄错极性而使用，电容器就会发生故障。因此，有极性电容器受到制约，即必须在直流电压或者只在正极侧变动的电压下使用。但是，有极性电容器的优点在于形状小，易于获得大电容的电容器，因而被广泛使用。铝电解电容器、钽电解电容器、导电性聚合物(电解)电容器、双电层电容器就属于这种电容器。

                               
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钽电解电容器

钽电解电容器的基本结构与铝电解电容器大致相同，其作为阳极的钽金属粉的烧结体表面形成作为电介质的五氧化钽，电解质采用了二氧化锰(固体)的结构。

钽电解电容器具有以下特点，即形状比铝电解电容器小，频率特性优异，寿命长(电解质为固体)。

但是，故障模式为短路，有导致起火的危险，因而必须采取安全对策。

导电性聚合物电容器

导电性聚合物电容器，是将电解电容器的电解质作为导电性聚合物(固体)的电容器。

导电性聚合物的电导率非常高，是铝电解电容器的电解液的10000倍，钽电解电容器的二氧化锰的1000倍，等效串联电阻(ESR)低，因而在吸收纹波的用途中比其他电解电容器更为有利。

因此，目前正在推进从其他电解电容器向导电性聚合物电容器的替换，但由于其价格昂贵和没有额定电压高的产品之故，根据用途与其他电解电容器区分使用。

电气双层电容器

电气双层电容器，是具有铝电解电容器和二次电池(电池)的中间电容的特殊电容器，其电容密度为铝电解电容器的大约1000倍以上，是二次电池的1/10左右。

电气双层电容器中没有像电解电容器那样的电介质。取而代之，其将在电极和电解液的界面形成的双电层作为电介质的功能来利用。这就是电气双层电容器这个名称的由来。

电气双层电容器的充放电，利用在正、负极中使用的活性炭的电极表面离子的吸附或解吸。基于此充放电的双层的变化如下图所示。

                               
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电容再学习一下。

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