電解電容器

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簡介

電容器是用於濾波和耦合的元件。它們在電路中由直流電源供電以獲得電荷並耗散電荷。在接下來的部分中將詳細討論四種類型的電容器，電解電容器採用特殊的結構，利用化學凝膠作為電極之一。凝膠、箔和氧化鋁介質塗層的結構有助於在最小尺寸下提供高電容值。本文傳達了電容器的一般概念，重點關注電解電容器。需要注意的是，不應將交流電連線到電解電容器，因為充放電會瞬間發生，沒有任何目的。

什麼是電容器？

電容器是一種無源電子元件，它儲存能量並在電路中耗散能量。它有兩個端子：陽極和陰極。當在電容器端子上施加 V伏特的電壓時，如果在其極板上產生了 Q庫侖的電荷，則電容器的電容 C（以法拉表示）由以下公式表示

$$\mathrm{C=\frac{Q}{V}}$$

另一種測量電容的方法是在已知介電常數（設為 e）時，以及在已知極板間距離（設為 d）和已知極板面積（設為 A）時。則 $\mathrm{C=\frac{\epsilon A}{d}}$，其中 $\mathrm{\epsilon =K\times \epsilon _{0}}$。這裡，K 是材料的介電常數，而 $\mathrm{\epsilon}$ 是真空的介電常數。當所有其他引數相等時，當電容器的極板面積增加時，電容會增加。在極板間距離的情況下，較小的極板間距會產生更大的電容。當考慮介電常數（即介電常數）時，介電常數越高，電容越大。

電容器的工作原理

電容器的工作原理可以透過其特性及其結構來解釋。電容器的開箱即用特性是它有兩個端子、一個帶絕緣套管的本體，以及印在本體上的電容值和工作電壓。不同的製造方法會產生不同型別的電容器。

帶和不帶極化介電的電容器示意圖

KondensatorZDielektrykiem.svg: *KapasitorMetGepolariseerdeDiëlektrikum.svg: FJL 衍生作品: RJB1 (talk) 衍生作品: MikeRun, Capacitor-with-and-withoutdielectricum，標記為公共領域，在 Wikimedia Commons 上了解更多詳細資訊

電容器的工作原理圍繞充電迴圈和放電迴圈展開。連線到電池正極的極板獲得正電荷，而連線到負極的極板獲得負電荷。充電持續進行，直到達到與電池相同的電壓。進一步的充電停止，電容器保持此電荷，直到以某種方式放電。在放電迴圈期間，當電流流過負載時，極板會中和。由於介電材料（絕緣體）阻止了電荷在極板之間的任何流動，因此在充電迴圈期間會在電容器周圍建立電場。

電容器的型別

薄膜電容器

薄膜電容器是常見的電容器型別之一。它們易於獲得，並且它們的介電特性使其獨一無二。它們使用的介電材料包括聚碳酸酯、聚丙烯、聚酯和特氟龍。它們也被稱為塑膠電容器。高可靠性、長使用壽命、耐高溫環境等是塑膠電容器的一些優點。

介電電容器

介電電容器是一種變體型別，它使用多個帶有轉子的極板，以便可以移動極板。這些電容器用作可變電容器和稱為微調電容器的預置電容器。

陶瓷電容器

陶瓷電容器也稱為磁碟電容器。它們是用陶瓷圓盤上的銀塗層製成的。印在其本體上的 3 位數程式碼可用於確定其電容值。

電解電容器

電解電容器使用凝膠狀陰極（電解質）和薄膜層作為陽極製成。它可以具有較小的尺寸和較高的電容值，因此用於耦合和去耦應用。

電解電容器

電解電容器的介電介質是薄的陽極氧化鋁層，離子液體充當其中一個極板。如果我們能夠從視覺上深入瞭解電容器內部及其輸出，它將提供一些見解。基於結構設計，電解電容器與其他型別不同。此圖顯示了電容器的內部工作原理，下一節將提供輸出特性。

上圖顯示了電解電容器的內部檢視。覆蓋鋁罐的外絕緣套管是我們從外部可以看到的部分。其中一個端子的槳形接線片是內部鋁連線部分。陽極覆蓋有介電材料，而陰極是嵌入紙間隔物（棕色）中的電解質凝膠。橡膠密封件和端子引線使用緊湊的設計精心設定。陽極、陰極和介電體以卷繞在一起的方式放置，以節省空間。

電解電容器的特性

電容器的不同特性為：

• 電容

• 工作電壓

• 型別 - 塑膠、陶瓷、電解、介電

• 漏電流

• 容差

• 工作溫度

• 溫度係數

• 等效串聯電阻

• 極化

為了全面瞭解和理解一個特性相對於另一個特性的行為，必須詳細探討這些特性中的每一個。可以繪製的一些圖表是

• 電容 [Y 軸] 的溫度特性 [X 軸]

• 電容 [Y 軸] 的頻率特性 [X 軸]

• 漏電流 [[Y 軸] 與時間 [X 軸]

• 漏電流 [Y 軸] 的溫度特性 [X 軸]

這些圖表的詳細資訊不在本文的討論範圍之內。

電解電容器中使用的材料

電解電容器製造中最常用的材料是鉭，它用作陽極。鋁和鈮也用於電解電容器。

結論

電解電容器是本文的重點。但是，還詳細研究了電容器的工作原理和不同型別。儘管電容器是電子電路中的常見元件，但它們與電阻器或電感器一樣，是必不可少的基元件。本文討論了對電容器的整體理解以及電解電容器的詳細結構和特性。

常見問題解答

Q1. 電容器是否可持續？

答：電容器不是以化學反應的形式保持電荷，而是以介電特性和極板的形式保持電荷。因此，充放電可以發生任意次數，而無需更換。雖然電容器需要正確回收，但它不含像充電電池那樣的有毒元素。

Q2. 電解電容器的陽極和陰極是否有標準？

答：電解電容器的構造標準是陽極由鋁、鉭、鈮等材料製成。電解質用作陰極。因為它們使用電解質作為陰極，所以電容器被稱為電解電容器。

Q3. 電解電容器的缺點是什麼？

答：如果電解電容器長時間不使用電壓，當陽極箔中的介電材料減少時，可能會發生乾涸。

Q4. 與陶瓷電容器相比，電解電容器的優勢是什麼？

答：與陶瓷電容器或薄膜電容器相比，電解電容器具有更高的單位體積電容-電壓乘積（CV）。

Q5. 電容器的端子連線到電路是否有正確的方式？

答：電容器是極性敏感元件。如果連線錯誤，它們將無法工作，如果電壓和電流超出限值，則可能發生爆炸。因此，在連線時請注意電容器的極性。