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电容的单位是什么

电容的单位是什么(图1)

电容在国际单位制里的单位是法拉,简称法,符号是 F。由于法拉这个单位太大,常用的电容单位还有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)等。
在国际单位制中,电容的标准单位为法拉,是以英国物理学家迈克尔・法拉第的名字命名的。法拉这个单位很大,一般电容器的容量比 1F 小得多。比如,我们常见的电解电容器容量较大,单位多是用微法;而对于无极性的电容器,容量较大的一般也是微法,有些容量较小的则用皮法。
从实际情况来看,电容器上经常只标数字,不标单位。对于这种情况,有约定俗成的惯例:电解电容器单位一般为微法,其他电容器如果是小数多为微法,整数多为皮法。
下面看一下这些单位之间的换算关系。从大到小的顺序依次是法拉、毫法、微法、纳法、皮法(用符号表示是 F、mF、μF、nF、pF)。换算关系是:1 法拉(F)=1000 毫法(mF)=1000000 微法(μF);1 微法(μF)=1000 纳法(nF)=1000000 皮法(pF)。
在电子线路中,电容有多种作用。它可以用来通过交流而阻隔直流,也可以用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。举个例子,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。

二、电容单位换算原则

电容的单位是什么(图2)

电容单位之间有着明确的换算关系。换算关系为:1 法拉(F)= 1000 毫法(mF)=1000000 微法(μF);1 微法(μF)= 1000 纳法(nF)= 1000000 皮法(pF)。
从大到小依次为法拉、毫法、微法、纳法、皮法。比如,1 皮法 (pF)=10^(-12) 法 (F),大多数电容的大小为 0.1 至 0.01μF 左右。电容单位为千进制,具体单位关系如下:1 法拉 (F)=1000 毫法 (mF),1 毫法 (mF)=1000 微法 (μF),1 微法 (μF)=1000 纳法 (nF),1 纳法 (nF)=1000 皮法 (pF)。
在实际应用中,了解这些换算关系非常重要。不同的电子设备和电路可能需要不同单位的电容,通过准确的换算,可以更好地选择和使用合适的电容器,以满足电路的需求。

三、电容单位在实际中的应用

电容的单位是什么(图3)

  1. 举例说明电容在电子线路中的作用,如通过交流阻隔直流、存储和释放电荷、充当滤波器等。
在电子线路中,电容的作用十分重要。它可以通过交流而阻隔直流,例如在电子电路中,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,起到了 “隔直流” 的作用。同时,电容还能存储和释放电荷,像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。此外,电容还可以充当滤波器,平滑输出脉动信号。比如在音响系统中,功放电源滤波电容能够滤除电源线中的噪声和干扰,提供纯净的电源给功放,同时还能在短时间内提供大量电流,保证功放的稳定运行,改善瞬态响应,提高音乐的动态范围和细节表现。
  1. 讲述在一些电子设备中,不同电容单位的使用情况,如整流电源、随身听、HiFi 音响等。
在整流电源中,由于厂家出于节约成本考虑,一般低质的电源会使用较小容量的滤波电容,可能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。对于随身听来说,不同品牌的随身听可能会使用不同的电容。比如有的随身听使用 Nichicon 尼吉康电容,优点是三频均衡其中低频弹性劲爆突出量大有弹性,模拟味饱满,但寿命很短;有的使用 ELNA 伊娜电容,低频量大有弹性,氛围感强,声音温暖,但中频、高频弱,底噪稍大,低频较散胶模糊。而在 HiFi 音响中,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。

四、电容器上单位标注的惯例

电容的单位是什么(图4)

从实际来看,电容器上经常只标数字,不标单位。对于这种情况约定俗成惯例,电解电容器单位微法,其他的电容器是小数的多为微法,整数的多为皮法。比如,我们看到一些电解电容器上只标有数字,如 “470”,按照惯例,其单位为微法,即该电容器的容量为 470 微法。而对于其他类型的电容器,若标有数字 “2”,一般单位为皮法,其容量为 2 皮法。这种标注方式在实际应用中较为常见,方便人们快速识别电容器的大致容量范围。但在使用过程中,为了确保准确性,最好还是结合具体的电路需求和电容器的特性进行进一步的确认和测量。