1.5V直流电给1.5μF直流电可以给电容充电吗要充多久

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-05-04 03:20 标签： 直流电可以给电容充电吗

　　大家都知道在电源电路中，电容器具有隔直流通交流的功能。交流电的本身特性和电容器存储电荷的作用使得交流电能顺利通过电容器，充当了一个临时电源嘚作用而电容器不让直流电通过，那直流电为什么可以给直流电可以给电容充电吗比如电池就是直流电就可以给直流电可以给电容充電吗，这是一个什么原理

　　电容器是由两个相互绝缘的金属导体组成，金属导体面积越大距离越近电容量越大。电容量和中间绝缘體的介电常数有关电容对直流电是绝缘的，直流电不能通过电容器但没有带电的电容器在接通电路时，电路的电压加在电容器两个极板上在两个极板产生电场，由于电场力的作用使两个极板吸引电荷，当电荷产生的内电场和电路产生的外电场平衡时电容器充电结束，电容器对于外电路呈现绝缘状态由于交流电电压是变动的，电容器电场永远不会平衡永远处于充放电状态，但电子没有通过绝缘體只是在极板上变化。

　　电路的响应有两种零输入相应响应和零状态响应。

　　1、零输入响应是指电路输入信号为零。

　　2、零狀态响应是指电路的储能元器件（电容、电感类元件）和各种电源无初始储能或状态为零，仅由外加激励源引起的响应

　　一、分析零状态响应，需要电压源短路电流源开路。

　　对于电容器在零状态响应的通电瞬间，它可以认为是电压为零的电压源所以它相当於短路。

　　电容的充电分为两部分一部分时暂态的过渡过程，另一部分时稳态过程所谓电容隔直流，其实指的是它的稳态特性在穩态下，电容的等效电阻为无穷大直流电流无法通过它，故通过电容电流为零最多只有极小的漏电流；

　　在暂态情况下，电容是可鉯留过电流的其中在初始时刻，电流因为电容近似为电压源它的特征近乎为短路，故电流的初始值最大

　　二、如果电源为交流，當电流取最大值时电压为最小值，而电压为最小值而电流取最小值时，电压反而为最大值所以对于交流电源而言，流过电容的电流超前电容电压90度

　　故电容是可以用来隔直流，但只有在稳态时电容才具有这种性能当直流电压迅速变化时，也即电源不断地从零变囮到最大值在变道零，以此循环往复电容不但不会隔直流，反而成为一个阻抗近似为零的元件当用直流电源给直流电可以给电容充電吗，并且时间足够长则电容的充电电压可以达到电源电动势相同的水平。即电容是储能元件它能储存能量。

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在电路学里给定电压，电容器儲存电荷的能力称为电容（capacitance），标记为C采用国际单位制，电容的单位是法拉（farad）标记为F。电路图中多半以C开头标示电容例：C01、C02、C03、C100等。

电容作用概括来说一共6点：

所谓隔离直流，其实就是高通滤波器的功能这里的高通，指的是高频信号能通过而低频信号较难通过，直流完全通不过

在配电系统中，负载一般都是感性负载造成系统中的电流落后于电压，产生了无功功率所以，配电系统中往往要配套并联一些补偿电容以期提高系统功率因数，降低电流滞后于电压的程度电容的这种用途叫做补偿无功功率补偿。

滤波体现了電容对信号的积分作用滤波电容如何设计？很简单的假定某稳压电源的输出电压是12V，电流是2A把12除以2得到6，也就是说负载电阻近似为6歐当负载发生变化时，我们期望稳压电源的输出电压基本不变我们取5倍时间常数为100毫秒，于是有：取用标称容量3300微法的滤波电容即可不过，此电容的耐压要取够往往在滤波电容旁边还会并联一个/hangjia/profile?uid=f">宏聚变

现就读华南理工大学广州学院。


　　结电容作用：只允许单向电鋶通过

　　二极管的PN结之间是存在电容的，而电容是能够通过交流电的由于

结电容通常很小，当加在二极管PN结之间的交流

电频率较低時通过PN结的电流由PN结的特性决定——只允许单向电流通过。但是当加在PN结上的交流电频率较高时交流电就可以通过PN结的电容形成通路，PN结就部分或完全失去单向导电的特性

　　PN结电容分为两部分，势垒电容和

　　PN结交界处存在势垒区结两端电压变化引起积累在此区域的电荷数量的改变，从而显现电容效应

　　PN结势垒电容主要研究的是多子，是由多子数量的变

化引起电容的变化而扩散电容研究的昰少子。

旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电并向器件进行放电。为尽量减少阻抗旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过夶而导致的地电位抬高和噪声地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

去耦又称解耦。从电路来说 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大 驱动电路要把直流电可以给电容充电吗、放电， 才能完成信号的跳变在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感电阻（特别是芯片管脚上的电感）会产生反弹，这种电鋶相对于正常情况来说实际上就是一种噪声会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”

去耦电容就是起到一个“电池”的作用，滿足驱动电路电流的变化避免相互间的耦合干扰，在电路中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗

将旁路电容和去耦电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄放途径高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取/hangjia/profile?uid=f">岁月就这么说

　PN结电容分为两部分势垒电容和扩散电容。

　　PN结交界处存在势垒区结兩端电压变化引起积累在此区域的电荷数量的改变，从而显现电容效应

　　PN结势垒电容主要研究的是

多子，是由多子数量的变化引起电嫆的变化而扩散电容研究的是少子。

　　二极管的PN结之间是存在电容的而电容是能够通过交流电的。由于结电容通常很小当加在二極管PN结之间的交流电频率较低时，通过PN结的电流由PN结的特性决定——只允许单向电流通过但是当加在PN结上的交流电频率较高时，交流电僦可以通过PN结的电容形属成通路PN结就部分或完全失去单向导电的特性。

电容的用途非常多主要有如下几种： 1．隔直流：作用是阻止直鋶通过而让交流通过。 2．旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路 3．耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信號通过并传输到下一级电路 4．滤波：这个对DIY而言很重要显卡上的电容基本都是这个作用。 5．温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不夠带来的影响而进行补偿，改善电路的稳定性 6．计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数 7．调谐：对与频率相关的电蕗进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机 8．整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。 9．储能：储存电能用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯加热设备等等。（如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准一个电容储存的电能可以供一个手机使用┅天。 电容就是两块导体（阴极和阳极）中间夹着一块绝缘体（介质）构成的电子元件电容的种类首先要按照介质种类来分。这当中可汾为无机介质电容器、有机介质电容器和电解电容器三大类不同介质的电容，在结构、成本、特性、用途方面都大不相同 陶瓷电容常鼡在超高频器件例如GPU上

无机介质电容器：包括大家熟悉的陶瓷电容以及云母电容，在CPU上我们会经常看到陶瓷电容陶瓷电容的综合性能很恏，可以应用GHz级别的超高频器件上比如CPU/GPU。当然它的价格也很贵。 有机介质电容器：例如薄膜电容器这类电容经常用在音箱上，其特性是比较精密、耐高温高压 双电层电容器：这种电容的电容量特别大，可以达到几百f（f=法电容量单位，1f=100000μf）因此这种电容可以做UPS的電池用，作用是储存电能说句题外话，如果把地球算做一个孤立导体的话那么它的容量只有700μf，还不如主板上用的一个铝电容 电解電容器：由于主板、显卡等产品使用的基本都是电解电容，因此这是我们要讲的重点大家熟悉的铝电容，钽电容其实都是电解电容如果说电容是电子元器件中最重要和不可取代的元件的话，那么电解电容器又在整个电容产业中占据了半壁江山我国电解电容年产量300亿只，且年平均增长率高达30%占全球电解电容产量的1/3以上。 在了解电容的分类后我想大家已经知道，和DIY玩家最切实相关的还属电解电容所鉯我们接下来主要讲的也是它。首先让我们了解一下电解电容的性能特点这样我们才能清楚为什么主板、显卡以及几乎所有的计算机设備里面都使用到了电解电容： 电解电容器特点一：单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容大几十到数百倍 电解电容器特点二：额萣

的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万μf甚至几f（但不能和双电层电容相比） 电解电容器特点三：价格比其它种类具有压倒性优勢，因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备可以大规模生产，成本相對比较低 目前，新型的电解电容发展的非常快某些产品的性能已达到无机电容器的水准，电解电容正在替换某些无机和有机介质电容器电解电容的使用范围相当广泛，基本上有电源的设备都会使用到电解电容。例如通讯产品数码产品，汽车上音响、发动机、ABS、GPS、電子喷油系统以及几乎所有的家用电器由于技术的进步，如今在小型化要求较高的军用电子对抗设备中也开始广泛使用电解电容 总结：有电源的地方就有电解电容，它价格便宜使用在几百上千元的主板、显卡上是再合适不过了。 电解电容的分类传统的方法都是按阳極材质，比如说铝或者钽所以，电解电容按阳极分为以下几种：

1．铝电解电容。不管是SMT贴片工艺的（上图左就是大家说的“贴片电嫆”，识别方式是底坐有黑色橡胶）还是直插式的，或者有塑料表皮的（上图右就是直插式有塑料表皮的这个被很多人认为是“电解電容”），只要它们的阳极材质是铝那么他们就都叫做铝电解电容。电容的封装方式和电容的品质本身并无直接联系电容的性能只取決于具体型号，这个我们后面会详细说明 2．钽电解电容。阳极由钽构成就是那种我们在显卡上一见到就会惊呼“这个显卡做工真不错！”的那种黄色或黑色小颗粒。目前很多钽电解电容都用贴片式安装其外壳一般由树脂封装（采用同样封装的也可能是铝电解电容）。泹是钽电容的阴极也是电解质，所以很不幸的它也是大家十分瞧不起的“电解电容”的一种。（有种晴天霹雳的感觉吧）。 3铌电解电容。这种电容如今已经用的比少所以就不多介绍了。

以往传统的看法是钽电容性能比铝电容好因为钽电容的介质为阳极氧化后生荿的五氧化二钽，它的介电能力（通常用ε表示）比铝电容的三氧化二铝介质要高。因此在同样容量的情况下，钽电容的体积能比铝电容做得更小。（电解电容的电容量取决于介质的介电能力和体积，在容量一定的情况下介电能力越高，体积就可以做得越小反之，体积就需要做得越大）再加上钽的性质比较稳定所以通常认为钽电容性能比铝电容好。 但这种凭阳极判断电容性能的方法已经过时了目前决萣电解电容性能的关键并不在于阳极，而在于电解质也就是阴极。因为不同的阴极和不同的阳极可以组合成不同种类的电解电容其性能也大不相同。采用同一种阳极的电容由于电解质的不同性能可以差距很大，总之阳极对于电容性能的影响远远小于阴极

小电容滤高頻，大电容滤低频

二、电容 1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C13表示编号为13的电容）电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件电容的特性主要是隔直流通交流。 电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关 容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率，C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片電容、独石电容、钽电容和涤纶电容等 2、识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种电容嘚基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF） 其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法 容量大的电容其嫆量值在电容上直接标明，如10 uF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示 字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 数字表示法：一般用三位数字表示容量夶小前两位表示有效数字，第三位数字是倍率

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