非极性电容器种类、工作原理及应用特点
众所周知,电容器是一种两端无源元件,用于各种电气和电子电路。电容器的主要功能是储存电能。有不同类型的电容器提供不同的尺寸和形状,可根据要求使用。电容器由两个导体构成,其中这两个导体通过介电材料隔开。
电容器的分类可以根据材料、尺寸、极性、形状、功能等不同的参数来进行。但是根据极性可以将电容器分为有极性和无极性两种。在本文中,小编简单介绍下非极性电容器种类、工作原理及应用特点。
非极性电容器的概念
非极性电容器是指该电容器既没有正极性也没有负极性,所以它可以在电路内的以任何方向连接。在某些情况下,这些电容器可以完全替代极性电容器。非极性电容器的符号如下所示:
非极性电容器的种类
非极性电容器分为不同类型,下面分别来介绍下。
1、陶瓷电容器
陶瓷电容器是最常用的无极性电容器。老式电容器是圆盘形电容器,而目前使用的电容器是块形电容器。这些电容器用于低损耗设备和高稳定性能。这些器件的电容值相对于所施加的频率、电压和温度是恒定的。它们提供了非常精确的结果。
陶瓷电容器在RF电路中表现非常好,可在10pF至1微法拉范围内使用。陶瓷电容器在电介质上有一些流出,因此它们的温度稳定性和性能将根据制造商而改变。
2、银云母电容器
银云母电容器采用云母片设计,两面都覆盖有金属。可以通过将几层加在一起来增加其电容,然后将其浸入绝缘体环氧树脂中,以防止环境影响。
银云母电容器很少使用,因为它们价格相当昂贵,但耐温且稳定。它们在1pF到3000pF的范围内工作,但它们的电介质泄漏很小。这些电容器适用于需要稳定性并用于滤波器和振荡器电路的地方。
与陶瓷电容器相比,银云母电容价格昂贵。这些电容器的额定电压范围为100v–10Kv,电容范围为47pF – 3000pF。这些电容器适用于当前电子电路,因为它们具有功率处理和高压能力,如放大器、谐振电路、高压逆变器、射频广播发射器等。
3、聚酯电容器
聚酯电容器也称为Mylar电容器。介电材料由PET或聚对苯二甲酸乙二醇酯制成,它是一种热塑性极性聚合物。这些电容器的结构可以用薄膜或箔结构和金属化薄膜制成。
聚酯电容器并不昂贵,泄漏小且准确。这些电容器的工作范围为0.001uF至50uF,些适用于稳定性和准确性不那么重要的情况。
另外,聚酯电容器可以在没有涂层的情况下使用,因为它们具有限制水分的能力。这些电容器的介电强度和高磁导率提供了高体积效率。但与薄膜电容器相比,它的电容温度系数较高。聚酯电容器的温度范围最高可达125°C。其最大工作电压约为60 Kv,其容差范围约5%至10%。
4、聚苯乙烯电容器
聚苯乙烯电容器是薄膜电容器,泄漏小且非常准确。因此,这些适用于精度和稳定性至关重要的地方,也可用于过滤器。这些电容器设计成管状,可以用聚酯薄膜电容器代替。
聚苯乙烯电容器的工作范围为10pF至1uF。一旦在大约85°C的温度范围内工作,这些电容器的电容几乎为零。这些电容器用于频率和温度较低的通用应用中。
5、聚碳酸酯电容器
聚碳酸酯电容器具有非常高的质量、高精度、价格昂贵并且通过电介质的漏电非常少。这些电容器在100pF至20uF范围内的高温和恶劣环境中工作良好。
聚碳酸酯电阻器中使用的介电材料是聚碳酸酯,它采用薄膜和金属化结构制造,这些电容器提供非常少的损耗和非常高的稳定性。
聚碳酸酯电容器的工作温度范围为-55°至+125° C。该电容器中的聚碳酸酯薄膜简单地提供了高耐受性以提高其可靠性,所以可用于恶劣环境中的定时和滤波电路需要温度稳定性和低损耗的地方。
6、聚丙烯电容器
使用聚丙烯等非极性有机聚合物材料作为电介质的电容器称为聚丙烯电容器。这些电容器有两种配置,如薄膜或箔和金属化,范围从100pF到50uF。这些电容器非常准确和稳定,泄漏较少。
与聚酯薄膜电容器相比,聚丙烯电容器更耐潮,因此它们不需要任何安全涂层,而且这些电容器对频率和温度的依赖性较小,但它们的工作频率为100KHz,最高工作温度约为105°C。聚丙烯电容器的最大额定电压为400Kv。
聚丙烯电容器适用于低功率应用,如VCO和采样保持电路、大功率感应加热等。这些电容器也可用作功率因数校正和交流电机运行电容器。
7、特氟龙电容器
特氟龙(Teflon)电容器使用合成PTFE(聚合物聚四氟乙烯)作为介电材料。这些电容器有金属化和箔或薄膜类型。特氟龙电容器准确、稳定、几乎漏电少,因此被广泛用于不同的应用。这些电容器的工作范围为100pF至1uF。
特氟龙电容器价格昂贵且体积庞大,但它们对200°C的温度具有极强的耐受性,并且损耗极少。特氟龙电容器适用于军事和航空航天设备等高质量应用。
8、玻璃电容器
玻璃电容器非常坚硬,在非常恶劣的环境中使用。这些电容器稳定且工作在10pF至1,000pF的范围内,但它们非常昂贵。这些电容器适用于射频电路需要终极性能的地方。
玻璃介电电容器提供了极高的性能范围,但它们的电容值要小得多。玻璃电容器的值范围可以从1pF到1000pF,适用于射频电路设计,而且性能非常高。
非极性电容器的工作原理
非极性电容器用于纯交流电路,由于其电容小,也可用于高频滤波。无极性电容的应用电路为下图所示的RC火花抑制电路。
一旦从天线获得广播和电视节目并同时打开荧光灯,你将听到不规则的广播声音,否则会听到电视扬声器的声音。
通常情况下,电视屏幕上的许多亮点和线条都是通过电火花产生的。一旦断开包括电感的电路,就会在上图所示的两个触点之间产生火花。下面简单分析下电视中如何出现火花以及如何解决它。
类似开关的“S”被关闭,然后电流将迅速消失。结果,可以在线圈两端产生大的自感。这种电动势可能会延迟电流的变化,并且其方向随着施加的电压而稳定。当两个触点重叠时,开关“S1”上的“U1”电压将最大。一旦电压高到一定值,那么尖锐的电压就会在空气中下降,形成电火花。两个触点之间产生的火花可能会被氧化并最终导致故障。因此,消除两个触点之间的火花非常重要。
当控制线圈中的电流不下降时,线圈两端的电压不会很大,不会产生火花。在上面的RC火花抑制电路简单地连接在电感两端。一旦开关“S”突然关闭,它们就会对电容器“C”充电。电感“L”内的磁场能量部分可以在R和r上溶解,一部分可以转化为电容内的电场能量,使电容再次放电,从而消除火花。
非极性电容器与极性电容器的区别差异
无极性电容器和有极性电容器之间的区别包括以下几点。
非极性电容 | 极性电容 |
没有极性的电容器称为无极性电容器。 | 具有固有极性的电容器称为无极性电容器。 |
在任何电路中的连接都可以在任何方向上进行。 | 在任何电路中连接只能在一个方向上进行。 |
这些电容器在更高的频率下工作。 | 与非极化电容器相比,这些电容器可在较低频率下工作。 |
可以代替极性电容器。 | 不能替代非极性电容器。 |
无极性电容器的功能是在串联电路中传递交流电并阻断直流电。 | 极性电容器的功能是对电源进行滤波,并在微型且具有成本效益的封装内提供巨大的电容值。 |
非极性电容包括:陶瓷、聚苯乙烯、银云母、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚酯等等。 | 极性电容包括:钽和铝电解质。 |
非极性电容器的优缺点
非极性电容器的优点包括以下几点内容:
- 与电解电容器相比,这些电容器提供低泄漏电流,但它们也为每种尺寸提供较小的电容。
- 它们的电容可以通过两个方向的偏置来保持。
- 可以减少交流电路内的漏电流。
- 非极性电容器使用低功率,在较高频率下工作并与交流和直流一起工作。
- 基于大容量的无极性电容器价格非常昂贵。
非极性电容器的应用
非极性电容器的应用包括以下几方面内容:
- 适用于不同的电路,如反馈、耦合、去耦、振荡和补偿。
- 主要适用于双向信号传输的音频应用。
- 主要用于交流应用。
总结
以上就是关于非极性电容器种类、工作原理及应用特点等相关内容介绍,其实可以根据精度,电路要求,额定电压,工作温度,成本等不同规格来选择这种电容器。