基础电子学 - 固定电容器

制造时值固定且之后无法更改的电容器称为固定电容器。固定电容器的主要分类是极化电容器和非极化电容器。让我们来看看非极化电容器。

非极化电容器

这些电容器没有特定极性,这意味着它们可以以任意方式连接到电路中,而不必担心右引线和左引线的位置。这些电容器也称为非电解电容器

非极化电容器的主要分类如下图所示。

非极化电容器

在电容器类型中,我们首先来了解一下陶瓷电容器。

陶瓷电容器

固定类型中使用的常见电容器是陶瓷电容器。陶瓷电容器是具有陶瓷材料作为电介质的固定电容器。

根据应用,这些陶瓷电容器进一步分为 1 类和 2 类。例如,Class1 稳定性高,最适合谐振电路应用,而 class2 效率高,最适合耦合应用。

陶瓷电容器

空心管状或板状陶瓷材料(例如 二氧化钛钛酸钡)的两壁上都涂有银化合物,因此两侧都充当两个电容器板,陶瓷充当电介质。引线从这两个表面引出,整个组件封装在防潮涂层中。

最常用的现代陶瓷电容器是 多层芯片电容器 (MLCC)。这些电容器采用表面贴装技术制造,由于体积小而使用最多。这些电容器的容量范围为 1ηF 至 100µF。

薄膜电容器

薄膜电容器是使用薄膜物质作为介电材料的电容器。根据所用薄膜的类型,这些电容器分为金属薄膜电容器。

这些薄膜电容器都是纸介电电容器,而纸电容器使用蜡纸,而金属薄膜电容器使用金属化纸。其布置与下图所示几乎相同。

薄膜电容器

纸电容器

纸电容器使用纸作为介电材料。取两张薄锡箔纸,放在薄蜡纸或油纸之间。该纸用作介电材料。如今,纸张正在被塑料所取代。

这些薄片被夹在中间,卷成圆柱形,并封装在塑料外壳中。引线被拉出。下图显示了纸质电容器的示例。

纸质电容器

纸质电容器的容量范围为 0.001µF 至 2µF,额定电压可高达 2000 伏。这些电容器在高压和大电流应用中非常有用。

金属膜电容器

金属膜电容器是另一种类型的薄膜电容器。它们也被称为金属箔电容器或金属化纸电容器,因为这里使用的电介质是涂有金属膜的纸。

与纸质电容器不同,铝膜或锌膜涂在纸上,以在这种金属膜电容器中形成电介质。铝片不是放在纸之间,而是直接涂在纸上。这样可以减小电容器的尺寸。

金属膜电容器

铝涂层优于锌涂层,这样可以避免电容器因化学还原而损坏。铝涂层板卷成圆柱形,并引出导线。整个东西用蜡或塑料树脂封装以保护电容器。这些电容器在高电压和高电流应用中很有用。

其他电容器

这些是杂项电容器,以所用的介电材料命名。该组包括云母电容器、空气电容器、真空电容器和玻璃电容器等。

云母电容器

云母电容器使用薄云母片作为介电材料制成。就像纸质电容器一样,薄金属片夹在中间,中间夹有云母片。最后,金属片层在两端连接,形成两根引线。然后将整个组件封装在塑料胶木胶囊中。下图显示了云母电容器的外观。

云母电容器

云母电容器的容量范围为 50pF 至 500pF。云母电容器的工作电压高达 500 伏。这些是电子电路中最常用的电容器,例如波纹滤波器、谐振电路、耦合电路和高功率、高电流 RF 广播发射器。

空气电容器

空气电容器是以空气作为电介质的电容器。最简单的空气电容器是导电板之间有空气的电容器。这种结构与上面讨论的可变调谐电容器完全相同。这些电容器也可以是固定的和可变的,但固定的很少使用,因为还有其他具有优异特性的电容器。

真空电容器

真空电容器使用高真空作为电介质,而不是空气或其他材料。这些电容器也有固定和可变模式。这些电容器的结构类似于真空管。它们大多以玻璃圆筒的形式出现,其中包含相互啮合的同心圆筒。

下图显示了可变真空电容器。

空气电容器

下图显示了固定真空电容器的外观 −

固定真空电容器

可变真空电容器的容量范围为 12pF 至 5000pF,用于高压应用,例如 5kV 至 60kV。它们用于主要设备,例如高功率广播发射器、RF 放大器和大型天线调谐器

玻璃电容器

玻璃电容器非常独特,具有许多优点和应用。与上述所有类型一样,这里的玻璃是介电物质。除了玻璃电介质外,这些电容器中还存在铝电极。取出引线后进行塑料封装。引线可以是轴向引线或管状引线。

玻璃电容器

玻璃电容器有许多优点,例如 −

  • 温度系数低。
  • 这些是无噪音电容器。
  • 它们产生高质量输出,损耗低。
  • 它们能够处理高工作温度。
  • 这些电容器可以处理大射频电流。

这些玻璃电容器有许多应用,例如 −

  • 用于需要处于高温区域的电路。
  • 用于需要高 Q 的电路。
  • 用于高功率处理电路。
  • 用于需要高公差的电路。