电容器范例6篇

电容器范文1

本节知识与生活联系比较紧密,几乎所有电气设备都要用到电容器,学生学习兴趣比较浓厚,因此,教材首先讲解了电容器的功用,通过介绍电容器的构造及使用,使学生认识电容器有储存电荷的本领,同时介绍了电容的概念、定义式,再讲解电容器的电容与哪些因素有关。电容器的充放电现象和电容概念,是高中物理教学的重点和难点之一。

二、学情分析

学生没有接触过有关电容的问题,比较抽象,所以接受起来容易觉得生硬。因此,要充分利用实验和多媒体等直观手段,多增加一些实验来增强教学效果。

三、教学目标

(一)知识与技能

通过观察思考、合作探究,学生掌握电容这一概念;理解平行板电容器电容的定义公式。

(二)过程与方法

1.通过对平行板电容器电容的定义公式推导的学习,学生经历科学探究、分析、归纳的思维过程;2.教育学生在处理实际问题时,如何忽略次要因素,抓住主要因素,抽象出物理模型,从而对学生进行物理研究方法的培养。

(三)情感态度与价值观

在主动学习合作探究过程中,体验和谐、流畅、民主、愉悦的学习情境,在满怀热望的探究中不断获得美的感受和成功的喜悦。

四、重点和难点

重点是电容的定义及定义公式,难点是学生没有接触过有关电容的问题,而读了这一段以后又要过好久才再见到它,所以接受起来容易觉得生硬。因此,要尽可能结合实际讲,并要把道理尽可能讲明白,避免学生死背公式。

五、教学用具

静电计、平行板电容器、枕形导体、有机玻璃板、有机玻璃棒、丝绸几种常见的电容器。

六、教学方法

启发探究式教学、多媒体辅助教学。

七、课时安排

一节课

八、教学过程

(一)介绍电容器

图1

1.演示;将平行板电容器的一板A放在静电计上,将静电计外壳接地,用丝绸摩擦过的玻璃棒使A带正电,静电计张开一个角度,然后用不带电的枕形导体B接近A,看到静电计张角减小,用手摸B,张角更小,问为什么?

先要弄清张角大小由什么决定,告诉学生这个仪器叫静电计,与初中见过的验电器类似,它的张角的大小由指针和外壳之间的电势差决定,这点现在不便论证。

总结:A带正电后,电势为正的某一值,对应一个张角,B接近A,产生静电感应,近端带负电,远端带等量正电,它们分别都在A处产生负、正电势。负电近,影响大,所以A电势下降,张角减小(可举数字例子说明)。摸B,即B接地,正电荷到地球上,A电势更低,张角更小。

2.由此实验看到:A、B两导体接近,在A带电不变的情况下,可使A与地(即A与B)间电势差减小。若使A、B间恢复原来的电势差,则A需带更多的电量,所以两导体接近时在一定电势差下,可以“容纳”较多的电量。从这个含义出发,人们把互相靠近而又彼此绝缘的两个导体叫做电容器。

(二)电容器的电容

1.演示:用图1实验,去掉枕形导体,手拿平行板电容器的另一板B(相当B接地),放于正对A的一个位置,在A带正电后,静电计有一张角,手拿B使之更接近A,张角减小。

问:为什么?

根据前一演示,学生中会有人能解释。

总结:B上负电量与A上正电量相等。B更靠近A时,负电荷在A处产生的负电势的绝对值更大,A的电势更低,所以张角减小。

2.此实验说明:A、B距离更近,在板上带电量不变的情况下,A、B电势差更小,即在相同的电势差下,A、B越近时,电容器可“容纳”更多的电量,为了把电容器可“容纳”电量多少的能力描述出来,我们引入一个物理量叫电容。(“容纳”不是科学术语,暂这样用,下面再说明。)

问:我们应该怎样去比较电容器所带电量呢?如电容器A每板带电2库仑时,板间电压为2000伏,电容器B每板带电3库仑时,板间电压为4000伏,能否说B可“容纳”电荷的能力大呢?

答:否,它们的电压不同,应在相同电压下比较。

肯定其答案。上例电容器A每板带2库仑时,电压为2000伏,折成1伏时带电量应为 =1×10 库仑,我们把这个1×10 叫做A的电容(C)。它的单位由刚才计算得知是库仑/伏特。叫做法拉(F)。1法拉=1库仑/伏特。

电容的物理意义是电容器两板电压为1个单位时,每一个板的带电量电容大意味着电压相同时,带电量多,或带电量相同时,板间电压小。

电容的正式定义也是用比值定的,即一个板的带电量与两板间电压的比值,C= 。

3.着重声明:电容器“容纳”电荷的能力相当于直筒形容器“容纳”水。电容相当于直筒形容器的底面积。底面积越大,水位(水势)升高1个单位,“容纳”的水越多,电容越大,则二板电势差升高1个单位,板间“容纳”的电荷越多。“容纳”只能这样理解,而不是指电容器板两板可带的最大电量。所以电容器可带的最大电量Q=CU ,即电容与击穿电压的乘积。

4.介绍微法与皮法:微(μ)=10 ;皮(p)=10 ,所以1μF=10 F,1pF=10 F。

(三)平行板电容器的电容由哪些因素确定

C= 为电容C的定义式,C由哪些因素决定呢?我们通过讨论平行板电容器的电容进行分析。

从前一演示已看到:当板间距离减少时,在Q不变的情况下,U减小,从C= 可知C增大,说明电容随板间距离的减小而增大,精确实验证明电容C反比于板间距离d。

再用上述装置做实验,保持板间距离不变,将B左移,使两板正对面积减小,可见张角增大,即U增大,由C= ,C减小。说明电容随两板正对面积的减小而减小,精确实验同样证明电容C与正对面积S成正比。

再用此装置实验,使板间距离及正对面积不变,而在板间插入有机玻璃板,可见张角减小,即电势U减小,但电量没有改变,说明C增大了。精确实验证明:电容C和充满板间的电介质的介电常数成正比。

图2

解释:如图2,介质极化,介质上靠近正板的负电荷使正板电势降低,而靠近负板的正电荷使负板电势升高,所以二极电压减小。

综合以上三方面可得结论:平行板电容器电容和充满板间的电介质的介电常数成正比,和两板的正对面积成正比,和板间距离成反比。理论证明C=εS/4πkd。在国际单位制中,k=9×10 。

(四)布置作业

1.课后复习:电容器定义、电容定义、单位、平行板电容器的电容及公式。

2.作业:3―1教材P32练习六(1)(2)(3)(4)。

(五)板书设计

1.介绍电容器电容器是两个正对的、互相平行的、距离很近,彼此绝缘的金属板。

电容器范文2

“电气二重层”这个名词或是概念,肯定不是创新的概念,而是在1879年,由德国的物理学家Hermann Yon Helmhortz所发现并以此来命名。该先生在浸于电解液中的导体接口上,自然会产生相当于电解液溶媒分子厚度的绝缘层,而与外侧的电解液层,形成了二层的状态;从此以后,才会有电气二重层电容器的研究。

“电气二重层电容”的效应,其实是美商GE通用电气于1957年做多孔碳电极的实验时所发现的,当时认为能量是储存在碳的孔隙中,而呈现极高的电容量。但是其机制原理并不清楚,GE也未再追踪探究下去。这一搁置到了1966年俄亥俄Standard Oil于设计开发燃料电池(Fuel cell)的时候,又意外地发现这个效应。以一个薄型的多孔绝缘体来分离两层活性碳。然而,Standard Oil始终却未能将之发明给产品化,唯有将其技术授权给日商NEC。终于在1978年,超级电容器(Super capacitor)世界初出现在市场上,使用于维护计算机内存的备用电源。可能是材料科学发展的脚步走的缓慢,超电容器有市场规模也是到了90年代中期的汽车市场才发生的。

当碳棒(Carbon rod)沉浸在硫磺酸溶液cSulfuricAcid Solution)中时,,彼此分离然后慢慢地施加电压从0V~1.5v,到1V时几乎什么事都没发生,但是,当电压一旦越过了1.2V,在双方的电极(Electrode)表面上会出现小气泡。再增高电压,更多的气泡产生。这些气泡其实就是水的电气分解(Electrical Decomposition)所产生出来的现象。低于分解电压,电流不会流通。也就是说,低于分解电压,电气二重层就有如绝缘体。

在电极(Electrode)以及电解液(Electrolyte)的交界接口处,确实产生了电气二重层(Electric Double Layer)。电子越过该二重层,形成了一个电容器组件。

前面略有提及,真正威震有力的触发点是在2003年10月,科学机器的制造商日本电子发表了“奈米闸电容器(Nano-Gate Capacitor)”,一个能量密度极高的电气二重层电容器,每个质量的能量密度可以与镍氢充电电池相互匹敌,而震撼了机器业者以及电池的制造商。带动群体厂商的研究风潮。

不少厂商在研究如何利用电气二重层电容器来作为如同充电电池的蓄电系统,如何来实践使用寿命长,而且充电时间短的理想电源。经过长时间的观察,可以发现这点需要在“材料”上以及“电子电路”的双主轴上,下足功夫才能够办的到。依据冈村研究所的资料指出,之所以能够制造出出类拔萃能量密度的电气二重层电容器,主要的关键因素就是发现了某种条件下使用的电极材料。

极材料不一样是也

即使能量问题以及环境议题意识早就提升,可是大型电气二重层电容器的发展步调却是有如异常般的缓慢,主要的原因在于当时电气二重层电容器的能量密度实在是过小,在90年代初期,使用有机电解液,也仅能够达到1Wh/kg~2Wh/kg罢了,等于铅蓄电池的1/20程度而已。即使,美国的能源部DOE(Department of Energy)也有电气二重层电容器的研究计划,美日两国也都有相同的报告指出,电气二重层电容器拥有瞬间充电、放电的电源能力。因此,应用也就局限在瞬间大电流输出的用途上。

一般的电气二重层电容器,大多是以活性炭或是石油焦炭等炭素材料作为电极的原材料。这些的高温处理,也就是“活性化”的处理,利用其容易吸附其他物质的状态。也就是说,活性炭的比表面积越大时,电气二重层形成的面积也就越大,能够蓄积更多的电荷。也就是这个缘故,传统的开发主要重心多是想尽办法来提高活性炭电极的比表面积。这是传统的思考模式。

电气二重层电容器的能量密度E,可以使用一个数学式来展现。

E=1/2・C・V2

其中,C即是静电容量,V乃电压。

冈村研究所就将离子侵入“非多孔性材料”炭素电极,转变为多孔性的过程,宛如最初的充电对于电极产生的活性化状态,因此,称之为“电气活性化”(Electric Activation)。而这个电气活性化所产生的直径就在奈米级的层次,“奈米闸电容器( Nano-Gate Capacitor)”名称的由来,就是源自于这个典故,而且是由ECaSS(Energy Capacitor System)的企业成员Omron所提出来的意见。

富士重工业更是结合了“锂离子电池+电容器”的产品策略,推出了新的蓄电技术,在“Advanced Capacitor World Summit 2005”上发表。该公司称之为混合式电容器(Hybrid Capacitor),瞬间的电流输出,也就是输出密度与电气二重层电容器同等的水平3000W/l~4000W/l。应用目标乃是针对汽车市场而来。

近来,“锂离子电容器(Li-ion Capacitor)”的热络,乃是利用电气二重层电容器的原理,在负极端添加锂离子提升能量密度的秘方,性能凌驾了电气二重层电容,而且也有组件开始出货的实绩。尤其,具有高能量密度,大容量化、小型化等优势,被认为是最好的蓄电装置。应用领域可以跨及汽车、电源电力、太阳光/风力发电、工业用机器、事务机器等。

CEATEC 2007,太阳诱电展示锂离子电容器驱动机器人的实绩。

CEATEC 2007,日商FDK开发的锂离子电容器EneCapTen。

CEATEC 2008,NEC/Tokin展示开发6s钟可供给200A的锂离子电容器。能量密度是电气二重层电容器的4倍。开发应用目标是运输、UPS(UninterruptabIe Power Supply)等需要短时间大电流的用途。

日本JSR(百分之百出资JM Energy)于2008年11月11日发表新工厂完工,开始锂离子电容器的生产。

再来,被人视为结合电气二重层电容器与锂离子电池双重效应的“锂离子电容器(Li-ion Capacitor)”,简称LIC。其蓄电的原理,正极与电气二重层的效果而蓄电;另外,负极与锂离子电池同样的伴随氧化还原反应而蓄电。而锂离子电容器能量密度增加的理由,是单元(Cell)电压与负极静电容量增加的缘故。单元的能量E、静电容量C与单元电压V的关系如下式:

E=I/2CV2。

传统的电容器电压2.5V~3V,添加锂离子 后可以到达4V。能量是电压的平方倍,故增加了1.8~2.6倍。

另外一方面,单元的静电容量C与正极静电容量C+、负极静电容量C-,可以用数学式来表示:

1/C=1/C++1/C-

当添加了锂离子之后,负极蓄积的静电容量是传统的30倍以上。因此,单元全体的静电容量约增加了2倍。

这就解释了为何锂离子电容器的体积能量密度会是电气二重层电容的3~5倍左右的程度。

日本电子与ACT(Advanced Capacitor Technoloqy)共同在2008年11月,开始贩卖能量密度为电气二重层电容器5倍的锂离子电容器。宣称是世界最高的等级。静电容量5000F的A5000,其能量密度与蓄电量分别为25Wh/kg与8.3Wh。动作电压与温度范围别是2V~4V与-30℃~60℃。

若是用体积能量密度来表示,一般电气二重层电容不会超过10Wh/L,锂离子电容器约在10~30Wh/L,ACT的制品甚至超越40Wh/L。如此的数字是不及锂离子电池,与铅蓄电池相近甚至越过。透过模块化,可以大容量化。表示电流输出的输出密度绝对不比电气二重层电容逊色,而寿命、维护面绝不是电气二重层电容所能譬喻的。我们可以就电气二重层电容、铅蓄电池、锂离子电容器、锂离子电池,用一张能量密度一输出密度的示意图,来更清楚了解锂离子电容器的电气性能。

多数的锂离子电容器的制造商,从实验中确实验证了反复数万回的充放电,仍能保持初期的90%以上容量,自己放电很小。以太阳诱电子公司昭荣电子所制作的圆筒型锂离子电容器来评估自行放电特性,发现经过了2500小时,依然维持95%以上的电压。温度特性也凌驾电气二重层电容,特别是高温特性非常卓越。在60℃特性丝毫不会劣化,若是维持有容量空间,使用上到70℃-80℃,也该不会有什么问题。

还有一个很重要的地方,锂离子电容器虽然与锂离子电池在构造上有相似的地方,然而,不会有“发火”、“破裂”等令人害怕的事件发生。它不同于正极使用LiCoo2的锂离子电池,正极没有氧化物,理论上不会发生所谓的“热暴走”的现象。安全性相对优秀许多。

注;热暴走,在电池的场合是指单元内部温度上升到大约200℃时,正极的结晶崩坏而放出氧气,这个氧气进一步发热连锁反应,混入内部的异物会沉淀成长金属离子,造成内部短路,氧化的电解液有机会发火场合出现。

依据过去在锂离子电池上的累积经验,所进行的试验含跨了插入钉子(让电解液气化观看是否有膨胀)、外部短路、过充电、过放电、加热、强制内部短路、落下、压坏等电气试验与压力试验,确确实实地验证了没有发火、破裂的疑虑,使用锂离子电容器的安全性高过锂离子电池。

知名的LED灯具制造商L-Kougen就开发组合LED照明、太阳能电池面板与锂离子电容器三项绿能组件的街灯,目前已经进入了实际架设的实验阶段。而且,开发锂离子电容器的厂商,除了看好与风力/太阳能发电的搭配组合,其视野与用途瞄准UPS;~停电电源装置、建设机械、电梯等峰值电流的辅助,回生(再生)电源或能量的蓄电,当然汽车市场绝对不会错过(电子控制单元的备份电源、殆速熄火到起动的补助、能源的再生等)。而家电装置的实用性也努力评估中。

利用锂离子电容器来作为峰值电流的补助,可以带来良性的边际效用。主电源的设计可以小容量化,整体系统就可以更小型化。运用在工作机械、工业用途机器人的补助电源就受到高度的期待。全般适用省电力,耗动力的产业机器。合乎环保,减碳的当前议题。

根据观察,电容器与锂离子电池是日商的强项。而各个厂商的着力点是想藉由独自的特色来创出自己的蓝海市场。先行锂离子电容器开发厂商之一的JM Energy领先业界完成专用工场竣工,2008年12月开始月产30万单元(Cell)的商业量产。ACT于2008年贩卖的Premlis,以特高能量密度40Wh/L以上为其产品差异化的手段。宣称是电气二重层电容的5倍,世界最高水平。彻底发挥UPS、发电设备的补助蓄电能力。目前,有月产2万个的供给体制,正式大规模量产约是2010年。旭化成今称其单元能量密度30kW/L,经由改善材料,用途朝向峰值电流之补助。

NEC Tokin于2008年9月,发表了静电容量1000F的单元。定位于高容量高输出的制品,图求热损失的抑制。FDK的EneCapTen单元的电气性能是标准的程度,凝聚工夫于模块的控制电路。比如说,初期电压浮动的补偿,多数模块的一括管理等。枪口瞄向长时间使用的产业用途。

日立化成的合作群(还有日立ACT、新神户电机)则是强调其圆筒型单元的坚牢性。该公司所开发900F直径40mm的大型圆筒单元,以金属框体包覆,适用于过热环境下的汽车或工场内的产业机器领域。

就当前2008年底而言,锂离子电容器每法拉(F)的费用还是高过电气二重层电容,安定化的量产也需要时间来逐步淬练。

电容器范文3

关键词:电容;传感器;转换;测量

在生产科研活动中,经常要对温度、压力等非电量进行测量,使得现代传感器技术有了飞速的发展。电容式传感器的检测元件可将被测非电量变换为电容量,然后通过对电容值的测量得到相应的非电量的值。由此可见对电容值进行测量是有实际意义的。在数字化测量技术中,为实现对电容所测值进行数字显示,通常是将被测电容Cx先转换成与其成正比的直流电压信号(称C/U转换)或时间信号(称C/t转换)。这里介绍一些具体的转换方法,并详细讨论一个典型的C/U转换电路。

1、测量电容的几种转换方法

⑴ 充电法测电容

图1是这种方法的原理图。集成运放反向输入端所加的基准电压Ur经电阻R对被测电容Cx进行充电,当输出电压Uo达到预先设定的额定值时就停止充电。在Ur和R为定值的情况下,显然充电时间t的长短与Cx成正比。由图1可写出其关系式:

只要测出时间t的大小,就可得知Cx的值。利用这种C/t的转换方法测电容,其可测范围为10μf-999.9μf。

⑵ 充放电法测电容

图2是这种方法的原理图之一,它由窗口比较器对电容的充放电进行控制。基准Ur先对Cx进行充电,当两端电压达到额定值时就对地放电,当电容两端电压降低到一个额定值时再次充电。Cx如此反复的充放电,就形成一个周期为T的震荡电压波形,T值与Cx成正比,因此通过测量时间T的大小就可得知Cx的值。这种通过C/t转换测量电容若配上单片机电容量的分辩率可达(0.5-1)×10-3乘以电容满度值,可测范围为0-200μF。

和上述方法相似的另一种测量方式是称为换向式的测量法,它也是先充电后放电,但放电到-Ur为止通过测量放电的持续时间Td得知Cx的大小,这种方法的优点是对充电电源及放大器参数要求不严格,测量误差小,分辨力可达0.1pF,能满足电容传感器的要求。

⑶ 脉宽调制法测电容

图3是这种方法的原理图。它是在如图所示的单稳态触发器的触发端输入一个脉宽为tw,周期为T的矩形波,在阈值为TH加被测电容Cx。通过Cx充放电在输出端得到一个周期仍为T,但脉宽tw即占空比q=tw/T随Cx成比例变化的矩形波(所以称为脉宽调制)。如果能设法测出tw的值,则Cx也可得,这显然也属于用C/t转换法测电容。由于q随C/x改变是输出的矩形波电压平均值Uo值随之而变,即表明Cx与Uo成正比,所以只要能Uo并测出它的数值,就可以得出Cx的值,显然这属于通过C/U转换测电容。脉宽调制法测电容的范围为0-20μF,最高分辨别率为1μF,它的缺点是测量前都要手动调零,从而延长了测量时间。

⑷ 容抗法测电容

图4是这种方法的原理电路图。运放处于线性工作,Ui是幅度及频率fo均恒定的正弦测试信号。电容中通过正弦交流信号时,其容抗为Xc=1/(2πfoCx),当fo恒定时,Xc与Cx成反比。

2、按容抗法实现的C/U转换电路的设计与分析

根据容抗法测量原理,为实现C/U转换,必须有正弦信号发生器,C/ACU转换电路,AC/DC转换电路,滤波器及辅助电路等。

由集成运放N1,电阻R1-R5和C1-C2组成RC桥式振荡器,其中C1R1和C2R2组成RC串并联网络,R3R4R5组成负反馈网络,通过调整R3R4R5 的值使略大于3满足起振的条件,即R4+R5>2R3。运放N2是一级反向输入的缓冲放大器,其电压增益为A = -(R7+RP1)/R6其中RP1为校准电位器,调节RP1可改变N2的电压增益。由运放N3、电阻RS和电容Cx组成测量电容的主电路,其功能是实现C/ACU的转换。由运放N4、电阻R9- R11和电容C3- C4组成二阶有源带通滤波器,其中心频率fo = 400HZ因此有源带通滤波器只允许400HZ信号通过,这样就得到一个纯正的400HZ的正弦波。由集成运放N5、二极管VD3-VD5电阻R13- R16和,电位器RP2和电容C5- C8组成精密整流电路,电路中的R12是N5的同向端输入电阻,R13、 R14为负反馈电阻可将N5偏置在线性放大区并控制运放的增益。

3、电容式传感器的应用

电容式传感器的检测元件将被测非电量变换为电容量变化后,用测量线路(C/U转换电路)把电容容量的变化变换为电压,再通过电压与电容的关系得出非电量的值。可应用在测气体的浓度、油箱油量、导电液体液位等等。

这种电容式转换电路具有线性度好、准确度高、电路简单、成本小、功耗低等特点可应用于一些小型、便携式装置中。例如数字万用表就是利用容抗法实现C/U转换输出平均值电压再配以高分辩率的液晶A/D转换器把模拟量转换成数字量来测量电容的。

参考文献:

[1]沙占友等.数字万用表应用技巧 .北京:国防工业出版社,1997

电容器范文4

英文名称:Power Capacitor & Reactive Power Compensation

主管单位:西安电力电容器研究所

主办单位:西安电力电容器研究所

出版周期:双月刊

出版地址:陕西省西安市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1674-1757

国内刊号:61-1468/TM

邮发代号:52-13

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1980

期刊收录:

核心期刊:

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉:

Caj-cd规范获奖期刊

联系方式

期刊简介

电容器范文5

电动车电容器的安装方法为电容当然是并联在电池上,但电容的电压不能低于电车电压,正负极不能接反。电容的正极接电瓶的正极,电容的负极接电瓶的负极。

电动车,即电力驱动车,又名电驱车。电动车分为交流电动车和直流电动车。通常说的电动车是以电池作为能量来源,通过控制器、电机等部件,将电能转化为机械能运动,以控制电流大小改变速度的车辆。

(来源:文章屋网 )

电容器范文6

【关键词】电容偏差;影响因素;控制

1. 引言

随着我国直流输电工程的不断发展,电容偏差的控制已成为严峻的形势,如中性母线上的直流滤波用电容器和中性线保护用电容器要求电容偏差极小,为± 0.5%。严格控制电容偏差,不仅满足当前电容的配平、整定值的控制、滤波的要求等,更能有效长期控制产品电容均一性(即互换性)。长此以往,系统更加稳定,产品质量更加可靠。

2. 影响电容因素

主要有两点:设计因素与工艺控制因素,但因设计之本在于原材料,而原材料又有一定的偏差,导致工艺控制因数发生一定的变化。

同一批同一罐次产品,设计参数、环境、原材料、设备、人工均相同的情况下,卷绕出的电容应基本相同,但实际差异忽大忽小。寻其原因,主要由以下几方面。

2.1 环境。

在生产过程中净化卷绕间的温湿度应保持相对恒定,温度:20~24,相对湿度:50~6ORH。

2.2 设计理论分析。

电容器的电容

C≈2×εr ×ε0×S D (1)

式中:

ε0——真空介电常数(ε0=2×8.86×10-12F/m);

S——极板面积(m2);

D——极间距离(m);

εr——相对介电常数(相对电容率)。

由(1)式推出 C≈2×8.86×10-12×εr×bL d (2)

式中:

εr ——相对介电常数(相对电容率);

b——极板宽度(m);

L——极板长度(m);

d——极间介质厚度(m)。

由(2)式可知:影响电容直接因数:

极板宽度、极板长度、极间介质厚度、相对介电常数。

3. 控制电容影响因素

3.1 环境。

保证在生产过程中净化卷绕间的温湿度应保持相对恒定,温度:20~24℃,相对湿度:50~6ORH。

3.2 极板宽度。

为了更好的保证电容偏差,我公司要求极板有效宽度偏差为0~+0.5 mm。每家公司的极板宽度均由人员按图纸要求自行调整,即便偏差不符图纸要求,不经检验,也无法查出,为此,对人员调整极板宽度技术较严。由于每个元件不可能一一进行有效宽度检查,为此,需对此工序多次抽检。

3.3 极板长度。

设备自身卷绕长度的影响、芯轴磨损等都会影响电容的卷绕长度。设备的校核很重要,需定时维护与技术查看。

3.4 极间介质厚度。

当前,电容器极间介质采用聚丙烯薄膜,聚丙烯薄膜的自身厚度偏差会严重影响电容器偏差。

粗化型聚丙烯薄膜常用两种测试方法即千分尺法和质量密度法。

千分尺法厚度仅以试样中测得的个别点的平均值代表试样厚度,而质量密度法厚度代表试样的真实平均厚度。前者一个试样中,如改变不同的测试点,其测得的厚度可能不尽相同,但后者的一个试样其厚度是不变的,显然,质量密度法相对千分尺测量测试误差偏小一些。

粗化膜的的空隙率是以千分尺法测得的厚度超过质量密度法测得的厚度之增量的百分比表示。如果空隙率变化不稳定,导致相对相对介电常数发生变化。

3.5 相对介电常数。

εr = εi· εf εi·k+ εf(1-k) (3)

式中:

εi——浸渍剂的相对电容率;

εf——聚丙烯薄膜的电容率;

K——压紧系数。

浸渍剂的相对电容率、聚丙烯薄膜的电容率、压紧系数、极板厚度(因极板的厚度直接影响压紧系数K的变化,间接影响相对介电常数的数值)等成为产品电容控制的主要因素。

3.5.1 压紧系数。

设计产品时,利用固有压紧系数,设计元件高度以及芯子高度,元件高度相对比较好控制,要求元件耐压时选取垫片高度必须一致,及设备在此统一性。

芯子高度由元件、绝缘件等组成,若元件高度准确,绝缘件厚度偏差之间影响芯子高度,同一产品,芯子高度一致,则绝缘件高度偏差影响芯子溶胀率,即改变产品压紧系数,随即影响相对介电常数。芯子压装时,固定压力大小决定芯子高度,以此来控制芯子压紧系数值。

铝箔的厚度会间接影响压紧系数。铝箔的厚度随着不同厂家和不同批次会有所差异。厚度的差异最终会影响压紧系数和所设计电容值,若厚度偏薄,则按照理厚度论设计电容值最终出来的电容偏小,偏厚则相反。

3.5.2 聚丙烯薄膜的相对电容率与浸渍剂的相对电容率

严格控制进厂参数值,保证材料相对电容率值。

4. 结束语

影响电容器电容的主要因素是聚丙烯薄膜的厚度控制、聚丙烯薄膜的空隙率、芯子压紧系数、设备卷绕长度的一致性等都成为控制容量偏差的不可忽略因数。严格控制聚丙烯薄膜进厂参数值,以质量密度法测得的厚度做为电容设计依据之一。结合工艺设备控制,保证元件有效宽度、长度符合图纸参数值。固定压力大小确定芯子高度,以此控制芯子压紧系数值。

参考文献