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标题: 虽然短小但很重要，小编带您方方面面看电容！ [打印本页]

作者: xyza 时间: 2016-10-10 14:49
标题: 虽然短小但很重要，小编带您方方面面看电容！
本帖最后由晨洋宝贝于 2016-10-11 12:31 编辑

虽然短小但很重要，小编带您方方面面看电容！

　　虽说电容是板卡上最为常见的小元件，但当你看到板卡上圆滚滚的电容时，你又真正了解多少它内部的知识呢？固态电容和液态电容说了这么多年，究竟差别在哪里？钽电容真的如传说中的那么好吗？下面我们一起来回答这些问题。

电容图1

　　一、电容就是电的容器

　　要了解电容，首先要明白电容的原理。实际上电容本身的结构非常简单，我们可以通过一个简单的实验来进行说明，只要你有两块金属板(比如包装巧克力的铝箔，或者香烟盒中的铝箔纸)、一节电池、一个万用表、导线若干，就可以制造出最简单的电容。

　　首先把两片铝箔压平，然后将它们平行放置，但不要接触。接下来，用导线分别将两片铝箔与电池的正负极连通。记住，两片铝箔平行放置，一定不要接触！

　　连通一段时间后，撤掉电池，用万用表测量铝箔之间的电压。这时就会发现，即使没有电池，铝箔中间依旧存在一定的电压。说明两片靠近的导体，拥有储存电能的能力。

　　用专业的话总结一下：这是由于电荷在电场中受力移动时，被导体之间的介质阻挡，阻碍了电流的运行，造成了电流的积累。从另一个角度来说，电容的特点很像水库。水库在河流上阻碍了水流的正常运行，因此水库就拥有了库容，形成人工湖。而在电容中，存储的就是电荷。

电容图2

　　二、电容基本结构

　　上述实验中导电的铝箔纸，它们在电容中作为两块导体，分别叫阳极和阴极，代表着电容的正负两极。除此之外，电容还需要绝缘体来阻止阴极和阳极接触，这个绝缘体被称作介质。实验中的介质是空气，而在实际应用中，电容的介质有很多种，陶瓷、金属氧化物都可以作为介质。介质在很大程度上决定了电容的性能和参数，也决定了大部分电容的命名方式。

　　此外，电容有一个很重要的特性就是——隔直通交。简单来说，电容不能通过直流电，但交流电却没问题，这是由于交流电的周期性变化导致电容不停地充放电，因此电容难以阻挡交流电的导通。而电容对电流的阻碍作用，会随着电流频率的上升而逐渐减小。

　　换句话来说，电流的频率转换速度越快，电容就越可视为导线。电容的隔直通交特性，是电容绝大多数用途的重要依据。

电容图3

　　虽然电容的原理很简单，但本身的用途非常广泛。在主板、显卡中，电容既可用作储能，也可用作滤波、耦合、旁路、温度补偿、调谐等。我们只需要牢牢记住：电容，是储存电荷的容器，它能隔断直流，导通交流，是板卡上最重要的元件之一。

　　三、固态液态本一家，爆炸并非很可怕

　　从电容的原理来看，它似乎并没有太多“内涵”。不过在实际使用中，根据使用环境和情况的不同，电容发展出了非常多的种类。我们先为大家介绍最常见电解电容。

电容图4

　　1、很多主板在供电部分使用了固态电容

　　电解电容是目前使用最广泛的产品。我们常说的液态电容、固态电容以及钽电容其实都是电解电容。电解电容是根据电容的组成来分类的。它一般使用金属箔做阳极，可以导电的电解液(或其它固态电解物质，如二氧化锰、有机半导体等)做阴极，在金属箔镀上一层薄薄的、不导电的金属氧化层做介质。这三种物质通过一定的几何形状缠绕、组合在一起，最终形成了电容。

　　在电解电容中，目前使用最广泛的是铝电解电容。顾名思义，这种电容的阳极是铝，介质则是氧化铝。那么它的阴极是什么呢？

　　目前板卡上使用最多的电容就是俗称的液态电容和固态电容。实际上这些电容绝大部分都是铝电解电容，它们的差别就是——液态电容的阴极使用了液体状的电解液，而固态电容的阴极则使用了固体的导电高分子材料。

　　从电容结构来说，液态电容和固态电容基本相同。如果真要找出点什么不同的话，液态电容采用的液体并不是特别稳定，在高温下会产生膨胀甚至汽化，导致电容性能下降、甚至直接“爆炸”。虽然听起来很恐怖，但实际上电容爆浆并没有那么可怕，多数电容在爆浆时都会通过开在电容顶部(或者下部)的“十字”或“K字”减压防爆纹将内部的气体压力释放掉。

　　从这个角度来看，“爆浆”只是液态电容在损坏时的一种表现形势而已，并没有传说中的“爆炸”那么大的威力，并且液态电容的十字防爆纹设计还能够提醒使用者及时发现“伤残”电容，是坏电容最明显的标志。因此当我们在板卡上看到鼓起来，像带了顶小帽子的电容时，就代表它已经坏了。

电容图5

　　快要损坏的液态电容顶部鼓起，这是提醒用户及时维修的明显标志。不过这是很早以前的主板采用的液态电容，存在爆浆风险，现在的主板都是固态电容。

　　相比之下，固态电容内部没有液体，因此不存在“爆浆”的可能性，虽然固态电容有比液态电容更为优秀的高低温稳定性、高可靠度等特点，但是它还是会损坏的，比如击穿、高温烧毁等。从产品本身来说，无论是固态电容还是液态电容，只要能满足板卡的使用需求，满足电路的设计需求即可，本身过于追求固态还是液态，实际意义并不大。

电容图6

　　2、小黄豆不神秘，方形颗粒也常见

　　在板卡的应用中，除了铝电解电容外，还有两类电容那就是——钽电容和陶瓷电容。在几年前，我们经常在很多中高端显卡上看到钽电容，因此它也被视为是高端产品的象征，但事实是否如此呢？

电容图7

　　在前面我们曾提到过钽电容也是电解电容的一种，它的阳极是钽粉，阴极可以是二氧化锰，也可以是有机高分子聚合物或其它一些导电物质，介质则是五氧化二钽。说起钽电容，人们总是想到它优异的特性，比如性能出色、工作温度范围宽、单位体积电容大等等。但钽电容也有它的劣势，比如耐压值较低、价格偏贵，还有抗浪涌性能较差。因此，钽电容并不适合应用在大电流和高电压的场合，因此它往往出现在CPU附近以及供电电路的低电压部分。另外，一些二氧化锰钽电容对极性要求特别严格，如果极性接反，甚至会引发剧烈的烧毁、爆炸反应。

　3、钽电容的自修复能力

　　说起钽电容，它还有一个特别优异的性能——自修复。从电容的原理我们可以知道，如果电容的介质出了问题，阴阳极导通了，那么电容就基本报废，甚至会对电路造成毁灭性的影响。而钽电容在工作中，一旦发现某处的氧化膜有瑕疵，出现漏电等现象，它就会自动修复氧化膜，恢复它应有的绝缘能力。这种独特的优势，正是钽电容维持长寿命和高可靠性的原因之一。

电容图8

钽电容原理示意图

　　由于钽电容价格高、数量少，常常又以黄色、黑色外观出现，因此被玩家昵称为“小黄豆”、“小黑豆”。那么反过来，是不是“小黄豆”、“小黑豆”就一定是钽电容呢？实际上一些铝电解电容也能封装成“小黄豆”、“小黑豆”，外观和钽电容一模一样。单凭外观是无法分辨两者差异的。因此不能只凭借“长得像”就一定说“小黄豆”、“小黑豆”是钽电容。

电容图9

　　陶瓷电容由于容值较小，因此往往需要数个在一起并联使用。

电容图10

　　除了钽电容之外，另一种被玩家所熟知的就是陶瓷电容。我们常常在CPU底座内、CPU背面以及采用数字供电的显卡供电部分看到大量陶瓷电容的身影。陶瓷电容采用高介电常数(通俗地说就是极难导电)的电容器陶瓷(常见的有一氧化钛、碳酸钡等)作为介质，并将介质制成长方形、圆盘形片状，在片状两边镀上银作为阴阳极的一种电容。陶瓷电容有特别优秀的高频性能，能工作在非常高的频率下，因此常常被用于频率较高的场合。陶瓷电容的电气性能也不错，耐高低温，性能稳定，但容量很小，常常要并联许多电容才能达到电路要求。

作者: yhb00100 时间: 2016-10-16 21:49
谢谢楼主，收藏了先

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