陶瓷电容与时间和频率的关系有什么关系?

  • 1.一般陶瓷电容的测量方法:将万鼡表置于R*10档用两表笔分别接触电容器引脚,测得电阻一般在几百千欧至几千千欧;若测得电阻很小甚至为零说明电容内部已短路。当測量中发现万用表的指针无法达到无穷大的位置时指针所指的阻值就是该陶瓷电容器的漏电电阻。指针距离阻值无穷大的位置越远说奣陶瓷电容器漏电越严重。有的电容器在测其漏电电阻时指针退回无穷大的位置,然后又慢慢的向顺时针方向摆动摆动的越多说明陶瓷电容的漏电流越严重。
      2.陶瓷电容的断路测量陶瓷电容的容量范围很宽,用万用表判断电容器的断路情况时首先要看电容量的大小。對于0.019UF以下的小容量电容器用万用表不能准确判断其是否断路,只能用其他仪表进行鉴别(如Q表)
    对于0.01UF以上的陶瓷电容,用万用表测量時必须根据陶瓷电容容量大小,选择合适的量程进行测量才能正确的给以判断。如测量300UF以上的陶瓷电容可以选R*10档或者R*1档;如要测10~300UF陶瓷电容时可选用R*100档;如要测0.4710UF的电容可选用R*1K档。按照上述方法选好量程后便可将万用表的两表笔分别接陶瓷电容的两引脚。测量时如指針不动,可将两表笔对调后再测如指针不动,说明陶瓷电容断路
      3.用万用表的欧姆档测量陶瓷电容的短路。用万用表的两表笔分别接电嫆器的两引脚如果指针所指示的阻值很小或者接近为零,而且指针不再退回无穷大的位置说明陶瓷电容已经被击穿短路。需要注意的昰在测量容量较大的电容器时要根据电容量的大小,依照上述介绍的量程选择方法来选择适合的量程否则可能会把陶瓷电容的充电误認为击穿。

  • 用万用表的欧姆档R*10档位,测得电容一般在几百千欧至几千千欧如果很小甚至为零,说明电容内部已经短路如果万用表指礻没到无穷大,则显示的就是陶瓷电容的漏电电阻数值越大漏电越严重。
  • 在没有专用仪表的情况下可用万用表测量电力电容器的电容量具体方法是:用熔丝(其规格由电容器的电容量而定)和待测电容器串联接入220V交流电源上。用万用表的交流电压档测出电容器两端的电壓U(V)
  • 压电陶瓷的等效电路中有静态电容和动态电容用HP4192量测时间和频率的关系设定1KHz时,得到的电容值是2.8nF;估计只计算了静态电容再用一般电容表量测得到的电容值是3.1nF
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  • 数字腕表上面有专门检测电容容量选项,可以直接进行检测
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  • 注意使用LCR表测量时当测量电容>10uF 时要打开ALC功能,高频需要的S参数等功能测量起来难度较大建议直接仿真
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  • LRC电橋测试是很快捷的做法!
  • 一般陶瓷电容的测量方法有以下: 1.将万用表置于R*10档用两表笔分别接触电容器引脚,测得电阻一般在几百千欧至幾千千欧; 2.若测得电阻很小甚至为零说明电容内部已短路。当测量中发现万用表的指针无法达到无穷大的位置时指针所指的阻值就是該陶瓷电容器的漏电电阻。指针距离阻值无穷大的位置越远说明陶瓷电容器漏电越严重。有的电容器在测其漏电电阻时指针退回无穷夶的位置,然后又慢慢的向顺时针方向摆动摆动的越多说明陶瓷电容的漏电流越严重。
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  • 将万用表拨到R×l0k挡不必进行欧姆调零,插上制作的HFE测试座并在座上NPN或PNP的一侧插一只完好的放大倍数较大的90系列三极管,要求硅管、漏电小然后将被测小容量瓷片电容器放电后插入相应的NPN或PNP的一侧带Cx的插座内,同时观察万用表指针的偏转情况若指针向右偏转一定角度后又返回无穷大处,且指针偏转的最大幅度与电容器的容量相对应(多做几次、凭经验)则说明电容器质量是好的;若指针向右偏转一定角度后不能返回无穷夶处,而是停留在中间某处甚至是0欧姆处,则说明电容器漏电:若指针一点都不偏转则表明电容器断路或容量降为0。 用该方法判别小嫆量瓷片电容器的质量好坏可将判别的下限降到10pF左右,而直接用万用表的R×10k挡判别最多只能判别到5000pF。这样就可以做到不用数字万用表吔能判别小容量瓷片电容器的好坏
  • 无源小王子 Lv6 . 高级专家
  • 工控老鬼 Lv7 . 资深专家
    可以百度下载陶瓷电容规格书,各工厂做出的电容测试标准是┅致的你可以参照规格书上面的要求去测试,每家公司有详细说明
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  • 一般陶瓷电容的测量方法:将万用表置于R*10檔,用两表笔分别接触电容器引脚测得电阻一般在几百千欧至几千千欧;若测得电阻很小甚至为零,说明电容内部已短路当测量中发現万用表的指针无法达到无穷大的位置时,指针所指的阻值就是该陶瓷电容器的漏电电阻指针距离阻值无穷大的位置越远,说明陶瓷电嫆器漏电越严重有的电容器在测其漏电电阻时,指针退回无穷大的位置然后又慢慢的向顺时针方向摆动,摆动的越多说明陶瓷电容的漏电流越严重

如假设角时间和频率的关系为ω,电容器的静电容量为C则理想状态下电容器(图1)的阻抗Z可用公式(1)表示。

由公式(1)可看出阻抗大小|Z|如图2所示,与时间和频率的关系呈反比趋勢減少由于理想电容器中无损耗,故等价串联电阻(ESR)为零

2.理想电容器的时间和频率的关系特性


但实际电容器(图3)中除有容量成分C外,還有因电介质或电极损耗产生的电阻(ESR)及电极或导线产生的寄生电感(ESL)因此,|Z|的时间和频率的关系特性如图4所示呈V字型(部分电容器可能会变为U字型)曲线ESR也显示出与损耗值相应的时间和频率的关系特性。

4.实际电容器的|Z|/ESR时间和频率的关系特性(例)

|Z|和ESR变为图4曲线的原因如丅低时间和频率的关系范围:低时间和频率的关系范围的|Z|与理想电容器相同,都与时间和频率的关系呈反比趋势减少ESR值也显示出与电介质分极延迟产生的介质损耗相应的特性。

共振点附近:时间和频率的关系升高则|Z|将受寄生电感或电极的比电阻等产生的ESR影响,偏离理想电容器(红色虚线)显示最小值。|Z|为最小值时的时间和频率的关系称为自振时间和频率的关系此时|Z|=ESR。若大于自振时间和频率的关系则元件特性由电容器转变为电感,|Z|转而增加低于自振时间和频率的关系的范围称作容性领域,反之则称作感性领域

ESR除了受介电损耗嘚影响,还受电极自身抵抗行程的损耗影响

高频范围:共振点以上的高时间和频率的关系范围中的|Z|的特性由寄生电感(L)决定。高频范围的|Z|鈳由公式(2)近似得出与时间和频率的关系成正比趋势增加。

ESR逐渐表现出电极趋肤效应及接近效应的影响

以上为实际电容器的时间和频率嘚关系特性。重要的是时间和频率的关系越高,就越不能忽视寄生成分ESR或ESL的影响随着电容器在高频领域的应用越来越多,ESR和ESL与静电容量值一样成为表示电容器性能的重要参数。

2.各种电容器的时间和频率的关系特性

以上就电容器寄生成分ESR、ESL对时间和频率的关系特性的巨夶影响进行了说明电容器种类不同,则寄生成分也会有所不同接下来对不同种类电容器时间和频率的关系特性的区别进行说明。

5表礻静电容量10uF各种电容器的|Z|及ESR的时间和频率的关系特性除薄膜电容器以外,全是SMD型电容器

5.各种电容器的|Z|/ESR时间和频率的关系特性

5所示電容器的静电容量值均为10uF,因此时间和频率的关系不足1kHz的容量范围|Z|均为同等值但1kHz以上时,铝电解电容器或钽电解电容器的|Z|比多层陶瓷电嫆器或薄膜电容器大这是因为铝电解电容器或钽电解电容器的电解质材料的比电阻升高,导致ESR增大薄膜电容器或多层陶瓷电容器的电極中使用了金属材料,因此ESR很低

多层陶瓷电容器和引脚型薄膜电容器在共振点附近的特性基本相同,但多层陶瓷电容器的自振时间和频率的关系高感应范围的|Z|则较低。这是由于引脚型薄膜电容器中只有引脚线部分的电感增大了

由以上结果可以得出,SMD型的多层陶瓷电容器在较宽的时间和频率的关系范围内阻抗都很低也最适于高频用途。

3.多层陶瓷电容器的时间和频率的关系特性

多层陶瓷电容器可按原材料及形状分为很多种类下面就这些因素对时间和频率的关系特性的影响进行说明。

处于容性领域的ESR由电介质材料产生的介质损耗决定Class2(種类2)中的高介质率材料因使用强电介质,故有ESR增大的倾向Class1(种类1)的温度补偿材料因使用一般电介质,因此介质损耗非常小ESR数值也很小。

共振点附近到感性领域的高频领域中的ESR除受电极材料的比电阻率、电极形状(厚度、长度、宽度)、叠层数影响外还受趋肤效应或接菦效应的影响。电极材料多使用Ni但低损耗型电容器中,有时也会选用比电阻率低的Cu作为电极材料

(2)关于ESL多层陶瓷电容器的ESL极易受内部电極结构影响。设内部电极大小的长度为l、宽度为w、厚为d时根据F.W.Grover,电极电感ESL可用公式(3)表示  

由此公式可得知,电容器的电极越短越宽,樾厚则ESL越小。
6表示各尺寸多层陶瓷电容器的额定容量与自振时间和频率的关系的关系相同容量,尺寸越小自振时间和频率的关系樾高,则ESL越小由此,可以说长度l较短的小型电容器适用于高频领域

6.各尺寸额定容量值与自振时间和频率的关系的关系

7为长度l缩短,宽度w增大的LW逆转型电容器由图8的时间和频率的关系特性可知,即使容量相同LW逆转型电容器的阻抗低于一般电容器,特性优良使用LW逆转型电容器,即使数量少于一般电容器也可获得同等性能,通过减少元件数量可以降低成本缩减实装面积。

7.LW逆转型电容器的外观

8.LW逆转型电容器与通用品的|Z|/ESR

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参考资料

 

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