电容的作用和工作原理 电容具有什么特点 简述电容特性

• 电容基础概念

电容，也叫电容器，顾名思义它是一种存储电荷的器件。

中学课本中对电容定义是：电容器的电容C为电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间电势差U的比值。即C=Q/U，这是电容的定义式。

电容的含义：描述电容器容纳电荷本领的物理量。电容的单位：法拉，符号F，1F=10^6μF=10^9nF=10^12pF。

中学阶段我们接触到的电容都是基于一个平行板的模型电容，电容的容值影响因素是：平行板电容器的电容C与极板的正对面积S成正比，与极板间电介质的相对介电常数εr成正比，与极板间距离d成反比。C=εrS/4πkd，这是电容的决定式。

• 电容到底长什么样子

课本中的物理知识概念往往都是由理想模型引出的，一般都看不见摸不着，所以很多时候我们学了各种知识点之后都不清楚这东西到底是啥呀？导致我们即使在现实生活上遇到了也不知道它是什么，那么电子产品中实际的电容是长什么样的呢？

实际电容的形式还有很多种类，后面做实物设计时再进一步了解。下面分享一张图简单了解一下电容分类：

• 电容的主要特性

标称电容量和允许偏差： 标称电容量是标注在电容器上的电容量。电解电容器的容值，取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗。因此容值，也就是交流电容值，随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。

额定电压： 在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。

绝缘电阻 ：直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。

损耗： 电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。

各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。

频率特性： 随着频率的上升，一般电容器的电容量呈现下降的规律。

漏电流： 电容器的介质对直流电流具有很大的阻碍作用。然而，由于铝氧化膜介质上浸有电解液，在施加电压时，重新形成的以及修复氧化膜的时候会产生一种很小的称之为漏电流的电流。通常，漏电流会随着温度和电压的升高而增大。

阻抗 Z： 在特定的频率下，阻碍交流电流通过的电阻即为所谓的阻抗（Z）。

它与电容等效电路中的电容值、电感值密切相关，且与 ESR 也有关系。

• 电容的作用

课本中介绍电容时会说电容具有通交隔直的特性，但这种特性到底有什么用呢？竟然还使得电容成为电子产品中不可或缺的一部分，那他到底有什么神奇的作用呢？通过什么介绍我们知道理论中的电容是理想型的，但实际使用中的电容都是非理想状态的，各种材料都会对电容的容值，寿命，阻率有影响，所以根据不同的使用场景都需要选择相应的类型，每种类型的电容对电路产生的作用不尽相同。

下面介绍一下不同场景中电容的作用：

滤波： 滤除杂波。大电容滤低频，小电容滤高频。

去耦、旁路： 将系统中的高频噪声旁路到 GND（地电平），一般是在电源引脚与 GND 间并联小容值电容（典型为 0.1uF），用来滤除高频噪声，使电压稳定干净。

去耦与旁路电容的区别：去耦电容是用于滤除输出信号的干扰（例如稳压器的输出引脚），而旁路电容是用于滤除输入信号的干扰（例如单片机的电源引脚）。去耦电容一般比较大（10uF 以上），而旁路电容一般根据谐振频率选定（0.1/0.01uF）。

调谐： 用于调节振荡电路的频率，使其与另一个正在发生振荡的电路谐振。

耦合： 阻直通交，电容与其后面的负载形成滤波器，滤除了低频信号，保留了高频信号，形成一个高通滤波器。

耦合电容用于连接两个电路，只允许交流信号通过给电容充放电，传输到下一级电路

储能： 用于收集电荷，储能并使用。

• 总结

电容在实际生活中使用众多，三言两语只能了解冰山一角，更重要的是在实际使用中去理解他的特性和作用，理论知识往往只是了解某一事务时的一种学习手段，实际使用时情况会更复杂，需要通过理论加以分析再运用实际经验进行修正。这一节的内容到此结束，如发现错误欢迎拍砖！