额定电压
在***1低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的***1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1久损坏。
绝缘电阻
理想的电容器,在其上加有直流电压时,应没有电流流过电容器,而实际上存在有微小的漏电流。如果熔断器的熔丝不爆断,经过几秒钟的充电后,切断电源,用带绝缘把的螺丝刀把电容器的两极短路放电,有火花发生说明电容器是好的。直流电压除以漏电流的值,即为电容器的绝缘电阻。其典型值为100 MΩ到10000MΩ。现在CL11、CBB22等塑料薄膜电容器的绝缘电阻值可达到5000MΩ以上。电容器的绝缘电阻是一个不稳定的电气参数,它会随着温度、湿度、时间的变化而变化。绝缘电阻越大越好。
电容器充放电现象
当***发生心室纤颤时,必须要用除颤器及时抢救才能挽救***的生命。电容器壳体膨胀电容器的绝缘介质是油性有机物质,在电容器运行过程中温度逐渐升高,箱体随之热胀冷缩本是一种正常现象,但当箱体密封受损空气、水分、杂质的侵入而使绝缘性能下降内部放电或击穿时,内部产生大量气体使箱体鼓起变形而膨胀。除颤器工作时,一般是让100 J到300 J的电能,在约2 ms的时间内通过***的心脏部位。除颤器工作时的电功率在50 kW到150kW之间,这个功率是相当大的,用电池直接供电无法达到,也大大超过了一般家庭的用电功率,而除颤器还必须便于携带,那它使用了什么样的供电装置呢?
除颤器工作时的供电装置是一个C=70 μF的电容器。电容器两端电压公式电容器两端的电压也符合欧姆定律电容器两端的电压=流过电流*容抗,即U=IXc电容的容抗Xc=1/(ωC),ω为电流角频率ω=2πf电流频率为f,市电为50Hz,C为电容的容量。除颤器内带有电池,先通过电子线路把电池供电的电压升高到约U= 5 000 V,对电容器充电,充电后电容器储存的能量约为W= 12CU2=875 J。由于电容器电压很高,所以可以在很短的时间内释放一部分能量,通过电子线路控制放电的能量,就可以对***进行抢救了。除颤器的***就是这个耐压5 000 V以上、70 μ F的电容器,它耐压较高、容量较大,并且体积较小、重量较轻,因此需要精心设计和制造。
电容器是常用的电子元件,而且不断应用在新的领域中。在现在推广的新能源汽车中,电动汽车占有重要地位。电动汽车多数用锂电池供电,锂电池电动汽车的主要缺点就是充电时间长,使用不够方便。
所以还有另一种用电容器作为电源的电动汽车。电容器作为电源的优点是充电时间短,可以反复充电、长期使用,但缺点是一次充电后的行驶里程较短,因此目前还需要对高电压、大容量的电容器做进一步的研究。
关于电容器的充电,有人提出了一个很好的问题:“用电动势为E电动势的电源对电容器充电,充电结束时电容器的电压U=E电动势。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10KW的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。设整个充电过程中充电电量为Q,则电源电动势做功QE电动势,而电容器储存的电能为12QE电动势,电源电动势做功的另外一半能量去哪了?”
(2) 合理确定电容器的电容量及允许偏差。若想更深入了解,读者可以去研读一下郑军奇的《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》,有些例子相当经典。在低频的耦合及去耦电路中,一般对电容器的电容量要求不太严格,只要按计算值选取稍大一些的电容量便可以了。在定时电路、振荡回路及音调控制等电路中,对电容器的电容量要求较为严格,因此选取电容量的标称值应尽量与计算的电容值相一致或尽量接近,应尽量选精度高的电容器。在一些特殊的电路中,往往对电容器的电容量要求非常精1确,此时应选用允许偏差在±0.1%~±0.5%范围内的高精度电容器。
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