电化学中电容器的分析方法

Ⅰ 电容器电路分析

电容器在电路中分为三种情况：
（1）瞬态，电容器处于冲电、放电过程，用换路定律，三要素法。
（2）直流稳态，电容器是断路。
（3）交流稳态，电阻、电感、电容是三种常用的元件，用交流电的相量分析法，即复数表示。
另外，在电子放大器中，耦合电容、旁路电容的容抗很低，分析交流回路时按短路处理；分析直流回路时按断路处理。

Ⅱ 高中物理电路分析中，电容器应该怎么分析

在恒定电路当中，把它当做断路，其两端电压不一定是零，也不一定是电源电压，具体情况要看：假象有个理想电压表在这里连接，推测其示数就是电容器两端的电压。
在交变电流当中，把它当做通路，但会有容抗，也就是相当于一个有阻值的电阻，两端会占有一部分电压。
但其实上面的你可能看不懂，要结合题目讲解才能理解。看你自己的领悟力了，如果不行，就贴个题目上来。

Ⅲ 电化学电容器的电化学电容器

作者： 袁国辉 定价： ¥ 38.00 元
出版社： 化学工业出版社 出版日期： 2006年06月
ISBN： 7-5025-8217-7 开本： 16 开
类别： 电化学 页数： 236 页
简介
本书是《化学电源技术丛书》分册之一。全书共分8章，重点介绍了电化学电容器中双电层、碳材料、准电容、氧化钌材料、导电聚合物等的电容行为；影响电容器性能的电解质因素；电化学电容器的制备技术、生产方法及其研究进展等。全书章节编排逻辑性强、内容丰富、详略得当，具有理论结合技术、实用性强的特点。
目录
第1章绪论1
1 1电容器发展的历史1
1 2本书的内容6
参考文献7
第2章电化学电容器与电池8
2 1概述8
2 1 1能量的存储8
2 1 2电容器和电池的电能存储模式8
2 2法拉第和非法拉第过程10
2 3电容器类型和电池类型11
2 3 1可区分的体系11
2 3 2电容器的设计和等效电路12
2 4电容器与电池电荷存储密度的差别13
2 4 1每个原子或每个分子的电子密度13
2 4 2电化学电容器和电池可获得的能量密度比较14
2 5电容器和电池充电曲线的比较15
2 6循环伏安法评估的电化学电容器和电池充放电行为的比较16
2 7Li嵌入电极——过渡行为18
2 8非理想极化电容器电极的充电19
2 9电化学电容器与电池性能的总体比较20
参考文献22
第3章双电层及碳材料的电化学行为23
3 1概述23
3 2双层模型、结构及双层的性质25
3 2 1双层的模型和结构25
3 2 2双层中二维电荷密度28
3 2 3双层溶液一侧的离子电荷密度和离子间距29
3 2 4电子密度变化30
3 2 5穿过双层的电场31
3 3双层电容和理想极化电极33
3 4非水电解质中双层的行为和非水电解质电容器35
3 4 1非水溶液介质中双层电容行为的基础工作36
3 4 2几种非水溶液中的双层电容行为比较39
3 5用于电化学电容器的碳材料42
3 6碳材料的表面性质和官能团44
3 7碳材料的双层电容49
3 8用于双层型电容器的碳材料的材料学问题54
3 8 1用于电容器碳材料的热处理和化学处理54
3 8 2用于电化学电容器的碳材料需要进行的基础研究57
3 8 3碳表面自由基团的电子自旋共振特征57
3 8 4氧与碳表面的相互作用59
3 8 5嵌入的影响60
参考文献61
第4章准电容及氧化钌材料的电化学行为63
4 1准电容的起因及其理论处理63
4 1 1准电容的电吸附等温线处理——热力学方法65
4 1 2准电容的动力学理论72
4 2几种重要的准电容80
4 2 1重要准电容的电势范围80
4 2 2氧化还原和嵌入准电容的起源81
4 2 3与阴离子特性吸附和局部电荷迁移现象有关的准电容84
4 2 4高比表面积碳材料上的准电容行为85
4 2 5区分准电容（C?）和双层电容（Cdl）的方法85
4 3用于电化学电容器的氧化钌（RuO2）材料86
4 4氧化钌的制备、充放电机理及电化学行为91
4 4 1具有电容特性的RuO2膜的制备91
4 4 2电化学方法形成RuO2从单层到多层的转化92
4 4 3RuO2的状态和化学构造95
4 4 4RuO2的充放电机理98
4 4 5与RuO2和IrO2电极的循环伏安测试有关的氧化态100
4 4 6关于RuO2电容器材料充电机理的结论104
4 5氧化钌的其它性质及其它氧化物膜的准电容行为105
4 5 1RuO2充电和放电时的质量变化105
4 5 2RuO2电化学电容器电极的直流和交流响应行为106
4 5 3其它氧化物膜表现的氧化还原准电容行为107
4 5 4RuO2?TiO2膜的表面分析和结构109
4 5 5RuO2?TiO2复合电极的阻抗行为110
4 5 6IrO2的使用和行为112
4 5 7金属电极上氧化物膜行为的比较112
参考文献112
第5章导电聚合物膜的电容行为115
5 1概述115
5 2聚合工艺化学119
5 3导电聚合物与准电容有关的行为及循环伏安曲线的形式125
5 4以导电聚合物为活性材料的电容器系统的分类130
5 5其它方法的研究情况132
5 6其他进展138
参考文献139
第6章影响电容器性能的电解质因素141
6 1概述141
6 2电解质溶液的电导率及决定因素142
6 2 1电解质溶液的电导率142
6 2 2自由离子的迁移率146
6 2 3介电常数的作用和溶剂的给体性148
6 3电化学电容器研究中受到重视的电解质?溶剂体系150
6 3 1水溶液介质150
6 3 2非水溶液介质150
6 3 3熔融电解质153
6 4非水溶剂及用于电化学电容器的非水电解质溶液的性质153
6 5电解质传导性与电化学可用的表面积关系及多孔电极电化学电容器的功率
性能159
6 6充电时阴阳离子的分离和其对电解质局部电导率的影响160
6 7离子溶剂化因素及溶液性质161
第7章制备技术及评价方法169
7 1用于测试材料性能的小型碳基电容器电极的制备169
7 2基于RuOx的电容器电极的制备172
7 3采用聚合物电解质膜的RuOx电容器的制备173
7 4电容器的装配173
7 5电化学电容器的实验性评价175
7 6其它方面的测试178
第8章技术发展180
8 1电化学电容器的开发和技术发展情况180
8 2对材料的要求183
8 2 1电极183
8 2 2 碳电极材料184
8 2 3 碳材料的活化185
8 2 4 氧化物及氧化还原准电容体系186
8 2 5导电聚合物电极187
8 2 6电解质体系187
8 2 7实际设计问题及电容器堆188
8 2 8双极性电极190
8 2 9电容器装置的电流分布191
8 2 10按比例增大因素192
8 3技术现状194
8 3 1电极开发194
8 3 2氧化钌材料198
8 3 3其它方面的进展198
8 3 4自放电和热管理202
8 4影响电容器的其它可变因素204
8 4 1电容和电容器性能与温度的关系204
8 4 2充放电模式及倍率的影响207
8 5使用电化学电容器的安全性和对健康的损害207
8 6材料利用方面的近期进展208
8 7电化学电容器的商品化开发211
8 8电容器?电池混合体系在电动车上的应用219
8 9其它220
8 9 1市场状况220
8 9 2专利技术的概括221
8 10结束语221

Ⅳ 电解电容详解

一：基本定义

1、电容器------由两个导电极板，中间放置着具有介电特征的物质所组成的分立元件。

2、电解电容器——

铝电解电容器是有极性的电容器，它的正极板用铝箔，将其浸在电解液中进行阳极氧化处理，铝箔表面上便生成一层三氧化二铝薄膜，其厚度一般为0.02 - 0.03μm。这层氧化膜便是正、负极板间的绝缘介质。电容器的负极是由电解质构成的，电解液一般由硼酸、氨水、乙二醇等组成。为了便于电容器的制造，通常是把电解质溶液浸渍在特殊的纸上，再用一条原态铝宿与浸过电解质溶液的纸贴合在一起，这样可以比较方便地在原态铝箔带上引出负极，如图 (a) 所示。将上述的正、负极按其中心轴卷绕，便构成了铝电解电容器的芯子，然后将芯子放入铝外壳封装，便构成了铝电解电容器。为了保持电解质溶液不泄漏、不干涸，在铝外壳的口部用橡胶塞进行密封，如图(b) 所示。

两个极板有阳（正）极和阴（负）极之分，其中作为阳极的是采用特定的阀金属，并在该金属表面上籍助于电化学方法生成一极薄且具有单向导电性的氧化膜作为介质，而阴极通常是采用能生成和修复介质氧化膜的液状或固状的电解质，这样一种特殊结构和特殊工艺制造的电容器。

为了获得较大的电容量且体积又要小，在正极铝箔的一面用化学腐蚀方法形成凸凹不平的表面，使电极的表面积增大，从而使电容量增加。铝电解电容器之所以有极性，是因为正极板上的氧化铝膜具有单向导电性，只有在电容器的正极接电源的正极，负极接电源的负极时，氧化铝膜才能起到绝缘介质的作用。如果将铝电解电容器的极性接反，氧化铝膜就变成了导体，电解电容器不但不能发挥作用，还会因有较大的电流通过，造成过热而损坏电容器。为了防止铝电解电容器在使用时发生意外爆炸事故，一般在铝外壳的端面压制有向槽式的机械薄弱环节，一旦电解电容器内部压力过高，薄弱环节的沟槽便会开裂，进行世压防爆。

无极性（双极性）电解电容器采用双氧化膜结构，类似于两只有极性电解电容器将两个负极相连接后构成，其两个电极分别为两个金属极板（均粘有氧化膜）相连，两组氧化膜中间为电解质。有极性电解电容器通常在电源电路或中频、低频电路中起电源滤波，退耦（ǒu）、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。无极性电解电容器通常用于音响分频器电路、电视机S校正电路及单相电动机的起动电路。

二：电气参数

铝电解电容器常用标称：电容量（C）、损耗角正切（tgδ）、漏电流（I）、额定工作电压（U）、阻抗（Z）

1、电容量：是指在电容器上标明的电容量值，是设计容量的名义值。

2、损耗角正切：用于脉动电路中的铝电解电容器，实际上要消耗一小部分有功的电功率，这可用损耗角正切来表征，它是电容器电能量损耗的有功功率与无功功率之比。对于电解电容较常采用串联等效电路，如图1-1所示，则其损耗角正切tgδ为

3.漏电流：

漏电流：当对电容器施加直流电压时，将观察到充电电流的变化：开始很大，然后逐渐随时间而下降，但并不等于零，而是达到某一终值后，趋于稳定状态，这一终值称为漏电流。

漏电流ILC 是电解电容器五大电参数之一，用来表征电解电容器的绝缘质量。与施加电压的大小、环境温度的高低和测试时间的长短都有密切关系，故在规定漏电流值时必须标明其测试时间“t”、施加电压“U”和环境温度“T”的大小。ILC 与测试时间（即施加电压时间）、施加电压大小和环境温度之间的关系如图1-2所示。

对于铝电解电容器，漏电流通常用下式表示：

        I=KCU+M        µA

式中：C——电容器的标称电容量（µF）；

U——额定工作电压（V）；

K，M——常数。

其中K值，称之为漏电流常数。对于不同类型的电解电容器具有不同值，如CD11型产品，K=0.03； CD110型产品，K=0.01；低漏电流产品，K=0.001～0.002。

对于M值，除了主要考虑氧化膜本身漏电流外，还应考虑到电容器表面漏导电流的影响。M值主要取决于产品结构和CU值的大小。CU值较小者，其表面漏导电流影响较大，M值也相应附加较大值；CU值较大者，表面漏导电流影响就较小，M值可以忽略不计。所以M值可以在0～20范围内取值。

4.额定工作电压（U）

指在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器的最大直流电压或最大交流电压有效值或脉冲电压的峰值。

5.阻抗

三：主要电气参数分析

1．阻抗、电容量、损耗角正切和等效串联电阻的关系

对电解电容器来说，通常用是容量C、损耗角正切tgδ和阻抗Z或等效串联电阻ESR来描述在脉动电路中的电气特性。一般电解电容器的电感量L不太大，不会超过100nH（纳亨），电解电容器的等效电路图1-3所示。

因此，电容器的阻抗将随着损耗角正切的增加而增大。这意味着在同一电压下,阻抗大者容许通过的交流电流要小一些,换言之,即由于电容器有损耗,所以在电路中它的电容量相应地有所减小,不是测试出来的C值,而是有效电容量:

显然,电容的阻抗值,概括了各种影响因素既能所映电容本身在电路中真正作用,又能根据它的温度频率特性的好坏,从中分析电容器的工艺及结构是否合理,例如,低温时阻抗增大很多,从而工艺上分析原因,频率升高时,阻抗值下降迟缓,也如要从工艺上找原因.

由电解电容器串联等效电路得知：

                   tgδ=ωCr

式中损耗电阻r 是由三部分组成的： a、氧化膜介质损耗的等效串联电阻r介；b、代表工作电解液的等效串联电阻r液；c、代表金属电极、引出线（片）以及接触电阻等组成的r金 。即：

r=r介+r液+r金

r被称为等效串联电阻，英文缩写为ESR（equivalent series resistance）。故：

2.温度频率特性

电解电容器的主要电气能数C、tgδ和Z与使用环境温度、频率有着极为密切的依赖关系。所谓温度特性指电容器的C、tgδ和Z随环境温度变化的规律性，而频率特性则描述电容器的C、tgδ和Z随频率变化的规律性。电容器的温度频率性不仅反映介质微观变化的内在规律，而且还与电解液的性质、电解纸的种类以及电容器的结构等因素有关。当然从使用角度来看，要求它随温度频率的变化越小越好。

2．1频率特性

2.1.1  C、tgδ～f关系

在低频段，构成电容器的介质，其偶极子极化能跟得上外加电场频率的变化，这样介质极化率就大，其极化对容量的贡献也就大，且损耗也小；在高频段，则与上述相反，随着频率的提高，介质偶极子极化跟不上外加电场的变化，C就会下降，tgδ增加，这种变化关系如图1-4所示。

2.1.2  Z～f关系

由于电解电容器固有电感的影响,使阻抗Z的频率特性曲线存在 “U”形的特性,如图1-5所示。从公式中可以看出（复阻抗），在低频段容抗在阻抗中占主要地位，随着频率的增加，阻抗减小，当阻抗达到某一最低值时，此频率为谐振频率。在高频段，感抗影响占主要地位，电感是由电流流过金属电极、引线和金属外壳时所形成的。下面列举不同规格的铝电解电容器16V470uF和250 V10uF、47uF、100uF，其阻抗频率特性1-6所示。

2．2温度特性

2.2.1 C、tgδ～T关系

  由于电解液是离子导电，离子导电能力都毫不例外地随着温度的增加而增加。在低温时电解液趋于“冰冻”，其离子的迁移运动受到的阻力将大大增加，并随着温度的趋低而变大，最终导致r液→∞，则

tgδ将随着r液 的增大而变大。同理，在高温时，r液 变小，tgδ随之减小，而Cr→C 。

  铝电解电容器tgδ温度特性主要取决于工作电解液，特别是它的低温电阻率大小，它的一般规律是：

A.使用低温特性好的工作电解液要比使用差的其tgδ温度特性好,

B.高额电压的tgδ温度特性比低压的要好一些,

C.电容量小的一般要比电容量大的tgδ温度特性好,

D.使用腐蚀系数小的铝箔要比系数大的tgδ温度特性好。

铝电解电容的tgδ要从三个方面考虑：

 A.电解纸的tgδ

 B.电解液的电导率

C.正极箔的tgδ

2.2.2 Z～T关系

从公式（阻抗模量）看出，随着温度的提高，tgδ下降，C 也有些增加，但因 tgδ 急速下降，故阻抗Z 将随着环境温度的升高有较快速率下降，见图1-6所示。

2．3有关参数的影响

 从等效电路来看，卷绕型箔式电容影响C和tgδ的主要参数是γ解和C纸以及阳极箔的表面状态等，浸渍纸电阻（γ解）的计算，γ解是指以易浸润的衬垫纸或其他多孔性纤维材料浸透了工作电解液后的电阻，也是称为衬垫物电阻：

可见，∮值越大，表明衬垫物渗透能力差，实验表明，当所用工作电解液在某一低温下如发生微晶析出现象，将阻塞衬垫物的结构空隙，从而使∮值显着增加，所以∮值以与电解液的成分和使用温度有关，在低温大并不是一个常数，甚至会增加几倍。

含浸率的影响:

由于阳极箔腐蚀参数高，铝箔表面的氧化膜是微孔结构，且电解液是有一定粘性，较难完全浸入微孔之中，导致阳极箔实际的有效表面积比理论表面积小，因而实际电容量就偏低,且含浸率随着阳极箔比容的增大和电解液粘度的增加而下降。

3．影响分析

3．1工作电解液的影响

工作电解液的电阻率大小，对γ解起决定性作用，从

可以得知；而且它还是一个变量，这才给电容器的C 和 tgδ的温频特性带来关键的影响。

据华尔顿定律，溶液的粘度和电导率的积为—常数，当低温时，粘度上升，离子迁移率降低，所以电阻率增加，甚至在更低温度，电解液还可以结晶。那么ρ值将增大到不能容忍的程度，因此用粘度大一些的电解液浸渍衬垫物，其γ解 将比粘度较小的电解液大得多，这样可知，粘度较小的工作电解液的电容器，是有相对较佳的C 和 tgδ的温度特性。

       我们希望电解液的电阻率和温度的关系比较平坦，即希望低温（-55℃）时，电解质的ρ的值不大于常温时的10-20倍，

           即ρ -55 /    ρ+20≤10-20

最多不大于50倍。

3．2额定电压的影响

当标称电容量是一定时，如U额高，则必形成较厚的氧化膜。如此，在高额电压下比低额电压要求有较大的阳极箔表面积。除了用腐蚀方法增大箔的有效面积外，另一办法就是直接增大箔的几何尺寸。但如从阳极箔的需要表面积增大来看，因为氧化膜厚度与形成电压成正比，如保持C不变，当U提高n倍时，阳极箔表面积也将增大n倍（假定形成电压与额定电压的比值相同）。如果额定电解液的ρ液随U额高低不同所起的影响不是如此显着，低压电容器的γ解比同C的高压电容器大得多，所以前者的C 、 tgδ温度和频率特性要差一些。

4.漏电流及抑制漏电流回升的对策

4.1漏电流产生的根源

铝电解电容器的介质膜是由电化学方法形成的Al2O3膜，因厚度极薄，易受原材料纯度、制造工艺等因素的影响，故在介质膜表面总是或多或少存在微小缝隙、杂质和疵点，同时在晶体结构上易形成晶格缺陷。这样，铝电解电容器在施加电压后，就在上述这些隐患处形成电子电流和离子电流，其中以电子电流为主。此外，应考虑电容器表面漏导电流的影响，它与元件表面状况(如表面的粗糙度、清洁度)及环境的温湿度均有关。因此，漏电流是电解电容器极为重要的电气参数之一，是衡量电解电容器品质优劣、制造工艺是否得当和工艺卫生文明生产的一个直接标志。

4.2 漏电流的表达式

铝电解电容器的漏电流从等效电路可知，它是氧化膜介质的体积漏导电流IV和通过表面的漏导电流IS之和，如图1-7所示,其表达式为：

ILC=IV+IS

4.2.2表面漏导电流IS：

IS大小与所用封口材质物性和表面状况如清洁度等有关，难以用某一公式定量来描述。因此，清洗对降低IS 有极其重要作用。

综上所述，在工程上漏电流通用表达式为：

                         ILC=IV+IS=KCU+M

一般地说，当电容器的CU值比较大，IS≤IV时，M=0。当CU值比较小时，IS对IV影响比较大，不可忽略，M可取0～20

4.3 影响漏电流大小因素的分析

4.3.1原材料纯度的影响

电解电容器原材料中特别是构成芯子的材料对漏电流影响极大，它包括铝箔和引线的纯度以及电解液中用的各种化学试剂、去离子水和电解纸中的杂质含量，这些都对漏电流造成极大影响。

铝电解电容器的阳极铝箔,当其纯度从99.20％提高到99.99％时，在相同的条件下其漏电流有明显下降,特别是在较高工作温度时,影响更显着。从图1-8看出，提高铝箔纯度是延长电解电容器工作寿命以及降低漏电流的有效途

径。正极引线的纯度也有同样影响。另外，其他原材料如化学试剂、电解纸、

橡皮塞、纯水等所含氯离子、硫酸根离子含量要求也严格。在工作电解液中即使含有极微量氯化物，也会对产品发生有害的影响,因为氯化物的存在不仅能使氧化膜损坏，而且会导致阳极箔、引线被腐蚀。（因为CL-的离子半径极小，穿透力极强，破坏性强）

4.3.2工作电解液的影响

工作电解液不但起到电解电容器阴极作用，而且还要能随时提供O2-不断地供给阳极以修补损伤的氧化膜，倘若电解液修补氧化膜和防止氧化膜恶化的能力差，则势必使产品漏电流变大和漏电流回升。

此外，电解液中的水会使氧化膜形成水合氧化膜Al2O3•nH2O(n=1～3)，使介质膜绝缘性能下降,这同样会使漏电流增大。

水合作用在阳极和阴极都有可能发生，特别在阴极更易发生，水合作用会造成C下降tgδ增大，严重者使产品鼓胀或开阀，所以说，水合作用是影响阴极性能的主要原因。

电解液中水的影响：

优点：水是优质溶剂，能电离出很多离了，有利于降低电解液的电阻率；

缺点：

① 使电解液的沸点降低，高温时蒸气压大，对密封有影响；

② 高温下水和铝及氧化膜作用生成氧化物，增加了表膜的厚度，减少C级（∵=εS/d），并且它破环了氧化膜，导致AI2O3的绝缘性能恶化，电容器的ILC增加，tgδ增加，C变化也大。高温下由于水不断产生H2↑，造成内压上升，有爆炸的危险，在高温贮存时较明显。

③ 过多的水分，使电解液电阻率下降，同时溶剂的冰点也下降，一方面改善低温特性，但一方面在高温时， 水能使电解液活化，除了与电极起水合作用外，还会因杂质的存在易产生化学腐蚀；

④ 含水量多的电解液其闪火电压较低。

4.3.3制造工艺条件的影响

①老练工艺条件

套管后的产品，按极性加上规定的直流电压，通过芯包内工作电解液的电化学反应，对在生产中受到损伤的介质氧化膜加以修复，使恢复其固有的良好电性能的过程，称为老练。在老练过程施加老练电压即是在氧化膜的表面施加—电场，破环水合氧化膜，（水合氧化膜易被破坏，其结构不如介质氧化膜致密，ILC可以从水合氧化膜通过，而不能从介质氧化膜通过。）使其恢复介质氧化膜的性能，同时在电场的作用下，工作电解液不断供氧原子，使生产过程中遭破环的氧化膜得以修补。

老练工艺的真正目的是：（1）恢复固有的电性能，使电容器具备使用条件；（2）剔除质量不合格的产品。此外，氧化膜形成时的电流密度也比电容老练时的电流密度大得多。由此可见，老练不同于形成，老练是在较低的电压和较小的电流情况下进行的，一般是在非水溶液中进行的，对氧化膜仅仅是缓慢的修补过程，而形成则是在高压、大电流状态下进行的，形成液是水溶液。老练过程的实质是：将浸渍过电解液的电容器芯子经封装后的半成品进一步动态（加直流电压）熟化的过程，通过加压使电容器恢复其固有的电性能，使电容器具备在动态电子线路中使用的条件。因此，电容器的电能数在老练前后必然有变化。由此可见，电容器的电容量CR、损耗角正切tgδ、漏电流LL经老练后下降了，即恢复了其固有的电性能。值等注意的是：CR、tgδ在老练1h后即趋于稳定，只有漏电流还有时间的延长而下降。因此老练工艺中时间和温度的确定主要取决于漏电流，如何把握这个“度”是确定老练工艺的关键。

注:20℃120HZ下测试电容量和损耗，400v10s后测漏电流值。

老练完毕所测的漏电流、损耗角正切无论多小，都不能完全保证耐久性试验中寿命长，更不能保证可能靠性高，即可靠性高、寿命长与漏电流小、损耗角正切值低既有关系而又没有简单的必然联系。因为电容器的可靠性和寿命是由原材料（铝箔、电解质纸）、密封材料、电解液和整个工艺过程决定的，而电解液是决定长寿命和高可靠的关键。可以说，当电容器芯子浸过电解液经封装后（老练前），电容器的可靠性已基本决定了。

从以上意义来讲，老练工艺依据的漏电流值以国标为参考即可，如GB9609-88中规定漏电流：

﹛IL﹜uA≤0.03﹛CR﹜uF•﹛VR﹜v          （1）

式中：CR为标称电容量；VR为额定电压。老练工艺中时间的确定依据以漏电流的规定值的三分之一即可。即电容器的高温加压老练2h后就可以使电容器恢复固有的电性能，达到老练的目的。

②高温老练温度和时间的探讨

老练温度的确定也应从有利于可靠性和长寿命的角度出发。具体的依据应从两方面考虑：第一，电容器的额定工作温度。第二，老练的目的---剔除质量不合格的产品。这样电容器的高温老练温度以额定工作温度正偏5℃为宜。

统计400v/100 uF   ￠22mm×35mm老练电流下降情况（见表2）可得结论，电容器在高温老练过程中，总电流的变化经历上升→最大→下降→最小→恒定等几个阶段，最佳的高温老练时间确定在到达最小电流之时（额定温度到达后2h）即可，再长的老练时间是浪费。从剔除不合格品的角度来看，电容器爆炸、鼓底发生的时间一般在电流的上升阶段，即最大电流到达之前（额定温度到达前后）。

5．电容器在脉动电路中的发热：

电容器接入脉动电路后，除了完成其功能外，还要消耗一部电能，并转变成热耗，一方面电容器本身发热；另一方面也通过电容器外表向周围附近环境散热，所消耗的电能常用有功功率损耗P有来表示，对电容来讲，由两部份组成； （1）由于较大的漏电流所引起的发热损耗，这种情况一般是指高温情况下。

（2）由于存在tgδ所引起的发热损耗，严格地讲它包括三个部份，介质损耗、电解质损耗、导电及接触电阻损耗；

另外注意,并联电路所所推导出的公式,适用于正弦电压,如果电压波形为非正弦曲线，即除频率为f1的正弦基波外,还会有高次谐波,则P有可能显着增加,在此情况下，电容的总功率损耗是每个单独频率下损耗之和。

铝电解电容的最高容许温度决定于工作电解液，不得超过使电解液性能恶化，发生不可逆的温度。

6．使用中提高电解电容器寿命措施

无论电容器在电子技术哪个领域中使用，都希望所用元件满足性能要求，不会轻易受损，达到延长使用寿命的目的。在电路设计时，应对电解电容器的性能有更深入的了解，做到心中有数，不要使电容器一直处于工作顶峰状态。具体从以下几个方面来考虑。

6．1降低所处环境温度

降低所处环境温度，使电容器不在上限类别温度下工作，另外还要考虑电容器本身发热影响，这一点对液体电解质类型产品尤为重要。如果产生高温，会使漏电流剧增，气体增多，使外壳处于内压急增状态；另外高温能使电解液加速干涸，相对缩短产品寿命。因此对长寿命要求的产品来说，工作温度应控制在50℃以下，这样相应的寿命约可提高1～2个数量级。例如在45℃以可工作20年的计算机电容器，在85℃下则只能工作1～2年。如需要应用在上限类别温度（85℃），则电容器芯子中心温度应不超过95℃，而且还得视所选择工作电解液的性质而定。这种高温影响对固体钽电容器来说，不如铝电解电容器那么严重，但肯定也是有害的。

6．2降低额定电压的使用上限

降低额定电压的使用上限，也就是降低介质氧化膜的工作场强，对铝电容器将适用。降负荷一半后，电容器的寿命能提高2个数量级之多。

实际上铝氧化膜如出现损伤和被腐蚀，修补氧化膜拜出只能在最高的工作电压下进行，局部难于恢复到原始形成电压值下的氧化膜厚度，所以过分降低工作电压，对铝电解电容器也并不是最合适的措施。

比较以上两个因素的影响，对铝电容器来说，以降低工作温度为最关键。

6．3控制工作中的纹波电流值

电解电容器用在脉动电路中，造成功率消耗而发热升温的主要因素是纹波电流（对较小容量的电容器则是纹波电压）的大小，一般提供的失效率与温度关系曲线大都是在无纹波的直流电压下测出的只考虑了漏电流，比此时芯子内部中心温度几乎与环境温度相差不多。可是在实际应用中，由于纹波电流所导致的发热能使芯子中心温升，最高时可达到几十摄氏度。（芯子温升取决于电容器所处环境温度和对纹波电流的控制）。所以，高纹波电流易造成芯子的电解液干涸，电容器早期失效。同时，长时间纹波电流超过规定值，也是导致电容器防爆阀打开的因素之一。

6．4避免频繁的浪涌电压施加到电容器上

电路的开或关，都会产生一过渡状态的瞬间电压，一般其值要大于工作电压，而且相应地产生一冲击电流，如果电源和负载的电阻均较小，这样瞬时电流值相当大，容易引起电解电容器氧化膜的损伤，因为电容器在大冲击电流下 ，容易在膜的薄弱区域发热促使晶化提早产生，并降低耐压能力，所以为提高使用寿命，应避免发生频繁的浪涌电压施加到电容器上，当工作电压接近额定电压时，更是如此。

6．5选择漏电流值较小的电容器

作为长寿命使用的电解电容器，除了以上4点外加因素的考虑外，在选用中还要选择在同类型中漏电流特别小的电容器。这表明它具有较高质量的氧化膜和合适的工作电解质。一旦环境温度较高，相应的漏电流增加就较慢。否则在互为影响的情况下，当漏电流剧增，内部温度将上升，反过来使漏电流再上升，一直恶化直至失去热平衡而破坏为止。                            

 

   

Ⅳ 怎样对电容的性能进行检测

电容（或称电容量）是表现电容器容纳电荷本领的物理量。 电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质，可能电荷会永久存在，这是它的特征，它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、滤波、耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。 电容器容量的简易测量方法：其中电压表和电流表应尽可能采用精度较高的磁电系或电动系仪表。接通电源后，应尽可能快（1-2S）记录下仪表的示值。当电源频率为50HZ时，用下式求取被测电容器的电容量。C= I/U式中C----被 测电容器的电容量，μFI-----电流表读数，A；U----电压表读数，。方法一、 外部观察听诊法1、 如发现电容器外壳变形，膨胀鼓肚现象，则说明电容器内部的绝缘介质或电极必有损坏，应立即退出运行报废并更换新品。2、如发现电容器高压瓷瓶闪烙炸裂或已出现喷油、溢出内部绝缘介质等现象，也应立即判断为电容器损毁，要妥善处理和回收上缴损毁品，更换新品。3、电容器在正常运行时，不应有任何响声。如听到有异常“噼”、“啪”放电声或“嗡嗡”的沉闷响声，说明电容器内部必有故障，应立即停运做进一步检查处理或更换新品。4、电容器在运行时，如发现该组电容器开关出现事故跳闸或高压跌落保险丝熔断现象，应退出运行，待查明电容器确无故障后方可再次投运。二、 绝缘摇表测试法放电并解开电容器的外部连线待测。选取一只与电容器工作电压相当的电压等级的兆欧表(一般规定:伏以下用伏或伏兆欧表; 伏以上的使用伏或伏的兆欧表) 摇测电容器的绝缘电阻。摇测时应戴绝缘手套或站在绝缘体上，按约转/分的转速保持匀速，再将测试线(笔)一次性可靠触及电容器被测导体搭试测量，经摇表发电机连续30秒~60秒对电容器充电并读取数据后，迅速将测试线(笔)离开被试品切断电路，然后才降低和终止摇表摇把的转动，以避免被充的电容器的剩存电荷通过摇表内电路放电漏掉和打坏指示表针，烧毁摇表内二极管等内部元件。将电容器短路放电，可按下列会出现的三种结果进行判断:1、 如果兆欧表摇测时表针从零开始，逐渐增大至一定数值并趋于平稳，摇测后将电容器短路时有放电的清脆响声和火花，说明电容器充放电性能良好，只要绝缘不低于规定值，即可判断该电容器为合格，只管放心投入运行。2、 如果兆欧表有一些读数，但短路时却没有放电火花，则表示电极板和接线柱之间的连接导线已断裂，须退出运行或更换新品。3、 如果兆欧表停在零位，则表明电容器已经击穿损坏，不得再次使用。这真的很难一下子说明白最好上硬之城看看吧。

Ⅵ 高中物理电路分析中，电容器应该怎么分析

电容器是“隔直流，同交流”的作用，如果是直流电，那么只在通电瞬间会产生电流(其实是在电压改变的瞬间产生的电流，不一定要接通电路时才有，只要改变了电压就有)，即电容器的充电，该电流会马上消失，此时的电容器就相当于断路，不需要去理会，但是此时电容器的两极板间是有电势差的，只是不会有电流而以。如果是交流电，那么就相当于不停地改变电流方向，电容器就不停地产生电流，此时的电容器，就像导线一样。
对于你的题目，是考虑直流的情况，电容器相当于无限大的电阻，但由于是并联，所以，总电阻要小于最小的那个电阻阻值，不用理会电容器电阻。带点油滴一开始静止是因为电容器两极板间有电势差，产生了电场，有电场力平衡了重力，所以油滴静止。上移动P，接入的电阻增大，那么右边3条支路组成的电路总电阻也增大，所以干路总电阻增大，电流表示数减小，右边分的电压会增大，所以电容器两极板间电势差增大，电场力也就增大了，电场力大于重力，油滴向上做匀加速运动，改变电阻的瞬间，相当于改变了电压，所以会产生一个瞬时的电流，那么G就会有示数，G中有b到a的电流通过，所以B项正确。利用这样的分析，去分析P下移的情况可知，D项也正确，所以是选BD

Ⅶ 电路中含有电容器应该怎么样分析

在某些程度上、可以把电容器称为充电器
刚接通时、正负电荷在两极板聚集使它有电量
断路时他就混会成为电源向外供电
其实
电容器中间有绝缘物质一般情况把他当成断路
在做这类题时注意两极板的正负极这也是出错点之一
希望我的回答对你有用

Ⅷ 电容的种类、电容的测量方法

电容指南

第1讲：电容的特性(隔直通交)
电容器是一种能储存电荷的容器．它是由两片靠得较近的金属片，中间再隔以绝缘物质而组成的．按绝缘材料不同，可制成各种各样的电容器.如：云母．瓷介．纸介，电解电容器等．在构造上，又分为固定电容器和可变电容器．电容器对直流电阻力无穷大，即电容器具有隔直流作用.电容器对交流电的阻力受交流电频率影响，即相同容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗.为开么会出现这些现象呢\'这是因为电容器是依靠它的充放电功能来工作的，如图1，电源开关s未合上时．电容器的两片金属板和其它普通金属板—样是不带电的。当开关S合上时，如图2所示，电容器正极板上的自由电子便被电源所吸引，并推送到负极板上面。由于电容器两极板之间隔有绝缘材料，所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆积起来．正极板便因电子减少而带上正电，负极板便因电子逐渐增加而带上负电。电容器两个极板之间便有了电位差，当这个电位差与电源电压相等时，电容器的充电就停上了．此时若将电源切断，电容器仍能保持充电电压。对已充电的电容器，如果我们用导线将两个极板连接起来，由于两极板间存在的电位差，电子便会通过导线，回到正极板上，直至两极板间的电位差为零．电容器又恢复到不带电的中性状态,导线中也就没电流了．电容器的放电过程如图3所示．加在电容器两个极板上的交流电频率高，电容器的充放电次数增多；充放电电流也就增强；也就是说．电容器对于频率高的交流电的阻碍作用就减小,即容抗小,反之电容器对频率低的交流电产生的容抗大．对于同一频率的交流电电．电容器的容量越大，容抗就越小，容量越小,容抗就越大.

第2讲:电容器的参数与分类
在电子产品中，电容器是必不可少的电子器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点，以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明。

1. 标称电容量（ C R ）。电容器产品标出的电容量值。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低（大约在 5000pF 以下）；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中（大约在 0.005uF~1.0uF ）；通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。

2. 类别温度范围。电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。该范围取决于它相应类别的温度极限值，如上限类别温度、下限类别温度、额定温度（可以连续施加额定电压的最高环境温度）等。

3. 额定电压（ U R ）。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质 / 电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。

4. 损耗角正切（ tg δ ）。在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说，要求 R S 愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角要小。

5. 电容器的温度特性。通常是以 20 ℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。

6. 使用寿命。电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。

7. 绝缘电阻。由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。

电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸 / 塑料薄膜电容器、

第3讲:电容的类别和符号
电容的种类也很多，为了区别开来，也常用几个拉丁字母来表示电容的类别，如图1所示。第一个字母C表示电容，第二个字母表示介质材料，第三个字母以后表示形状、结构等。上图是小型纸介电容，下图是立式矩开密封纸介电容。表1列出电容的类别和符号。表2是常用电容的几项特性。

第4讲: 电解电容极性的判别
不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。
我们知道只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。
测量时，先假定某极为“ + ”极，让其与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），然后将电容器放电（既两根引线碰一下），两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。
测量时最好选用 R*100 或 R*1K 挡。 用万用表判断电容器质量

第5讲:用万用表判断电容器质量
视电解电容器容量大小，通常选用万用表的 R×10 、 R×100 、 R×1K 挡进行测试判断。红、黑表笔分别接电容器的负极（每次测试前，需将电容器放电），由表针的偏摆来判断电容器质量。若表针迅速向右摆起，然后慢慢向左退回原位，一般来说电容器是好的。如果表针摆起后不再回转，说明电容器已经击穿。如果表针摆起后逐渐退回到某一位置停位，则说明电容器已经漏电。如果表针摆不起来，说明电容器电解质已经干涸推失去容量。
有些漏电的电容器，用上述方法不易准确判断出好坏。当电容器的耐压值大于万用表内电池电压值时，根据电解电容器正向充电时漏电电流小，反向充电时漏电电流大的特点，可采用 R×10K 挡，对电容器进行反向充电，观察表针停留处是否稳定（即反向漏电电流是否恒定），由此判断电容器质量，准确度较高。黑表笔接电容器的负极，红表笔接电容器的正极，表针迅速摆起，然后逐渐退至某处停留不动，则说明电容器是好的，凡是表针在某一位置停留不稳或停留后又逐渐慢慢向右移动的电容器已经漏电，不能继续使用了。表针一般停留并稳定在 50 － 200K 刻度范围内。

第6讲：略谈电解电容
一、电解电容在电路中的作用
1，滤波作用，在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容，利用其充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。在实际中，为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化，所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容．由于大容量的电解电容一般具有一定的电感，对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除，故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容，以滤除高频及脉冲干扰．

2，耦合作用：在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合．为了防止信号中韵低频分量损失过大，一般总采用容量较大的电解电容。

二、电解电容的判断方法
电解电容常见的故障有，容量减少，容量消失、击穿短路及漏电，其中容量变化是因电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起，而击穿与漏电一般为所加的电压过高或本身质量不佳引起。判断电源电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量．具体方法为：将电容两管脚短路进行放电，用万用表的黑表笔接电解电容的正极。红表笔接负极(对指针式万用表，用数字式万用表测量时表笔互调)，正常时表针应先向电阻小的方向摆动，然后逐渐返回直至无穷大处。表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢，说明电容的容量越大，反之则说明电容的容量越小．如表针指在中间某处不再变化，说明此电容漏电，如电阻指示值很小或为零，则表明此电容已击穿短路．因万用表使用的电池电压一般很低，所以在测量低耐压的电容时比较准确，而当电容的耐压较高时，打时尽管测量正常，但加上高压时则有可能发生漏电或击穿现象．

三、电解电容的使用注意事项
1、电解电容由于有正负极性，因此在电路中使用时不能颠倒联接。在电源电路中，输出正电压时电解电容的正极接电源输出端，负极接地，输出负电压时则负极接输出端，正极接地．当电源电路中的滤波电容极性接反时，因电容的滤波作用大大降低，一方面引起电源输出电压波动，另一方面又因反向通电使此时相当于一个电阻的电解电容发热．当反向电压超过某值时，电容的反向漏电电阻将变得很小，这样通电工作不久，即可使电容因过热而炸裂损坏．

2．加在电解电容两端的电压不能超过其允许工作电压，在设计实际电路时应根据具体情况留有一定的余量，在设计稳压电源的滤波电容时，如果交流电源电压为220~时变压器次级的整流电压可达22V，此时选择耐压为25V的电解电容一般可以满足要求．但是，假如交流电源电压波动很大且有可能上升到250V以上时，最好选择耐压30V以上的电解电容。

3，电解电容在电路中不应靠近大功率发热元件，以防因受热而使电解液加速干涸．

4、对于有正负极性的信号的滤波，可采取两个电解电容同极性串联的方法，当作一个无极性的电容

本章小结:
电子制作中需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多，但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质（固体、气体或液体）所隔开，就构成了电容器。两片金属称为的极板，中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容，最多见的是电解电容和瓷片电容。
不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）= 1000000微法（μF） 1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）
在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般1μF以上的电容均为电解电容，而1μF以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正（+）、负（-）极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。
把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（学了以后的教程，可以用万用表观察），我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程，称为电容器的放电。
举一个现实生活中的例子，我们看到市售的整流电源在拔下插头后，上面的发光二极管还会继续亮一会儿，然后逐渐熄灭，就是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波，不知你有没有用整流电源听随身听的经历，一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容，造成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容（1000μF，注意正极接正极），一般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响，都要用至少1万微法以上的电容器来滤波，滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流，而且大电容的储能作用，使得突发的大信号到来时，电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时，大电容的作用有点像水库，使得原来汹涌的水流平滑地输出，并可以保证下游大量用水时的供应。
电子电路中，只有在电容器充电过程中，才有电流流过，充电过程结束后，电容器是不能通过直流电的，在电路中起着“隔直流”的作用。电路中，电容器常被用作耦合、旁路、滤波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢？我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变，它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上，电容器连续地充电、放电，电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流。
电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压，电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V，10V，16V，25V，50V等。

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Ⅸ 如何使用电化学工作站测电容

电化学阻抗法就是常用的方法,镀膜前后各测一测阻抗谱,就可计算出电容的比值。

Ⅹ 什么是微分电容法

微分电容法，是在物理学、电子学和电化学中用来测量电压为基础的非线性电容器，如双电层或半导体二极管，的电容的方法。（在电化学中，微分电容是一个用于描述双电层的参数。）

其定义为电荷量关于电势的导数，或表面电荷（存储电荷）的变化率和电压（电势差）的变化率的比值。

微分电容有两种常见形式：
第一种又叫平行板电容，是最常见的电容器形式。

第二种是单独独立的导体，常在静电学中出现。