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        基本概要
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        鋁電解電容器的基本概要

        1、電容器的基本原理
        電容器的基本原理可以用圖1來(lái)描
        鋁電解電容器的基本概要

        1、電容器的基本原理
        電容器的基本原理可以用圖1來(lái)描述
        當在兩個(gè)正對的金屬電極上施加電壓時(shí),電荷將據電壓的大小被儲存起來(lái)

        Q=CV圖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]以及相對介電常數ε來(lái)表示

        C[F]= ε0·ε·S/t
        ε0:介質(zhì)在真空狀態(tài)下的介電常數(=8.85x10-12 F/M)
        鋁氧化膜的相對介電常數為7~8,要想獲得更大的電容,可以通過(guò)增加表面積S或者減少其厚度t來(lái)獲得。
        表1列出了電容器中常用的幾種典型的介質(zhì)的相對介電常數,在很多情況下,電容器的命名通常是根據介質(zhì)所使用的材料來(lái)決定的,例如:鋁電解電容器、鉭電容器等。

        表1

        介質(zhì)
        相對介電常數
        介質(zhì)
        相對介電常數
        鋁氧化膜
        7 ~ 8
        陶瓷
        10~120
        薄膜樹(shù)脂
        3.2
        聚苯乙烯
        2.5
        云母
        6 ~ 8
        鉭氧化膜
        10 ~20

        雖然鋁電解電容器非常小,但它具有相對較大的電容量,因為其通過(guò)電化學(xué)腐蝕后,電極箔的表面積被擴大了,并且它的介質(zhì)氧化膜非常薄。
        圖2形象地描述了鋁電解電容器的基本組成。


        圖2


        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
        圖2

        R1:電極和引出端子的電阻
        R2:陽(yáng)極氧化膜和電解質(zhì)的電阻
        R3:損壞的陽(yáng)極氧化膜的絕緣電阻
        D1:具有單向導電性的陽(yáng)極氧化膜
        C1:陽(yáng)極箔的容量
        C2:陰極箔的容量
        L :電極及引線(xiàn)端子等所引起的等效電感量

        3、基本的電性能
        3-1 電容量
        電容器的由測量交流容量時(shí)所呈現的阻抗決定。交流電容量隨頻率、電壓以及測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,測量時(shí)的溫度對電容器的容量有一定的影響。隨著(zhù)測量溫度的下降,電容量會(huì )變小。

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

        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(chēng)之為T(mén)an δ,其測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(zhù)測量頻率的增加而變大,隨測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(guò)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。具體表達式如下:

        其中:Xc=1/ wC=1/ 2πfC
        XL=wL=2πfL
        漏電流:
        電容器的介質(zhì)對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),重新形成以及修復氧化膜的時(shí)候會(huì )產(chǎn)生一種很小的稱(chēng)之為漏電流的電流,剛施加電壓時(shí),漏電流較大,隨著(zhù)時(shí)間的延長(cháng),漏電流會(huì )逐漸減小并最終保持穩定。


        漏電流隨時(shí)間變化特征圖

        測試溫度和電壓對漏電流具有很大的影響。漏電流會(huì )隨著(zhù)溫度和電壓的升高而增大。

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