《关于电解电容漏电流_的若干问题解答》.pdf漏电流 電容器的漏電流(DC Leakage)主要是介質的絕緣電阻不是無限大和介質存在的缺陷(雜質)而產 生的.不同的介質其漏電流不一樣. 薄膜電容器的漏電流: 薄膜電容器中的介質不會出現像鋁電解電容器那樣的電化學過程.因此薄膜電容器的漏電流極低. 在不同的工作條件下薄膜電容器的漏電流可能略有差異. 問：關於 947C321K122CDMS，也就是320UF，1200V
薄膜電容的漏電流有多大? 答：一般電解電容器稱的 DCL“直流洩漏電流”和薄膜電容器稱的 IR“ 絕緣電阻”,可以從一 個轉換到另一個,如下： DCL 直流洩漏電流 = DC 施加的直流電壓/ IR 絕緣電阻 或 IR 絕緣電阻 = DC 施加的直流電壓/ DCL直流洩漏電流.在DC-Link Film Cap 947C321K122CDMS
沒有標示漏電流，一般在最大的電壓 和最高的溫度是不會超過 1 毫安. 電解電容器的漏電流: 電解電容器的介質對直流電具有很大的阻礙作用。然而，由於鋁氧化膜介質上依附著含有氯,鐵, 銅離子的電解液,在施加電壓時會產生微型原電池效應電流, 需要較多的電荷將其消耗掉,這種 重新形成以及修復陽極氧化膜的時候會產生一種很小的電流稱之為漏電流. 但是電解電容器在
初次加電壓後需要較長的時間其漏電流才能降到正常值的原因.這也是電解電容器出廠前需要老 化的必要性. 剛施加電壓時漏電流較大,隨著時間的延長漏電流會逐漸減小並最終保持穩定。 漏電流會隨著溫度和電壓的升高而增大。 漏電流測試的方法: 在 25C 下,被測電容器串聯一個1000Ω的保護電阻接于額定電壓5分鐘後,漏電流不超過說明書 的最大值為合格.小容量的電容器可以採用 1
分鐘,大容量將需要更長的時間. 漏電流測量為 1000Ω=1V/1mAdc即每毫安為 1V. 問 : CDE 螺栓型電解電容器的漏電流公式是什麼? 答 : DCMC,85C 2,000 hours > , 500C,85C 5,000 hours > , 520C,85C 8,000 hours > , 550C,85C 10,000 hours
> , 問 : 漏電流與損耗的關係? 答 : P = ESR * (Ripple Current)^2 + (DC Voltage) * (Leakage Current) 假設螺栓型電解電容器 4,700 uF 450V 其等效串聯電阻 (ESR)為12 milliohms, 在20A rms 的紋波電流,工作電壓 400 VDC和 0.4 mA
的漏電流,其損耗為: P = (0.012)(20)^2 + (400)(0.0004) , P = 4.8 + 0.16 = 4.96 watts 問 : 漏電流是否會影響鋁箔腐蝕? 答 : 會 問 : 低倍率或高倍率的鋁箔會影響漏電流嗎? 答 : 低倍率鋁箔的漏電流低,高倍率鋁箔的漏電流高 問 : 漏電流如何一致性? 答 :
老化(益壽)工程所施加益壽電壓,目的是為修補鋁箔表面破損的氧化皮膜充電,不同系列、 規格產品的益壽電壓大小及時間都會不同. 過程完整漏電流較易維持固定 問 : 化成電壓會不會影響漏電流 ? 列如 470uf/400V , 化成電壓是 480V 及 520V,那一個 漏電流會比較高 ? 也就是說, 化成電壓高, 是不是漏電流就跟著高 答 : 就化成電壓 的480v
& 520v 來看, 520v 的漏電壓較低. 問 : 測試漏電流時只充電1 分鐘是否可行? 答 : 電解電容器如充電1分鐘後可達成說明書上註明的漏電流值即算合格品. 但如果電容器 化成過程很差}

　　1.下面关于电容器及其电容的叙述正确的是(　　)
　　A.任何两个彼此绝缘而又相互靠近的导体，就组成了电容器，跟这两个导体是否带电无关
　　B.电容器所带的电荷量是指每个极板所带电荷量的代数和
　　C.电容器的电容与电容器所带电荷量成反比
　　D.一个电容器的电荷量增加ΔQ=1.0×10-6C时，两板间电压升高10 V，则电容器的电容无法确定
　　解析：选A.电容器既然是储存电荷的容器，它里面有无电荷不影响其储存电荷的能力，A正确;电容器所带的电荷量指任一极板电荷量的绝对值，B错;电容器的电容由电容器结构决定，不随带电量的变化而变化，C错;C=QU=ΔQΔU可求电容器的电容，D错.
　　2.对于给定的电容器，描述其电容C、电荷量Q、电压U之间相应关系的图应是下图中的(　　)
　　图1-8-6
　　解析：选B.电容是描述电容器储存电荷特性的物理量，仅由电容器本身决定，对于给定的电容器，其电容C的大小与电荷量Q、电压U均无关.
　　3.(2010年高考北京理综卷)用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图1-8-7). 设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ.实验中，极板所带电荷量不变，若(　　)
　　图1-8-7
　　A.保持S不变，增大d，则θ变大
　　B.保持S不变，增大d，则θ变小
　　C.保持d不变，减小S，则θ变小
　　D.保持d不变，减小S，由θ不变
　　解析：选A.保持S不变，增大d，平行板电容器的电容减小，由于电容器的电荷量不变，由Q=CU可以判断极板间电势差变大，静电计指针偏角θ变大，选项A正确，B错误;保持d不变，减小S，电容器电容变小，由Q=CU可以判断极板间电势差变大，选项C、D错误.新 课 标 第 一 网
　　4.如图1-8-8所示，平行板电容器的两极板A、B接于电池两极，一带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是(　　)
　　图1-8-8
　　A.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ增大
　　B.保持S闭合，将A板向B板靠近，则θ不变
　　C.断开S，将A板向B板靠近，则θ增大
　　D.断开S，将A板向B板靠近，则θ不变
　　解析：选AD.保持S闭合，则电容器两极间的电压不变，由E=Ud可知，当A板向B板靠近时，E增大，θ增大，A正确，B错误;断开S，则两板带电荷量不变，则Q=CU=εrSU4πkd=εrS4πkE可知，将A板向B板靠近，并不改变板间电场强度，故Q不变，D正确，C错误.
　　5.如图1-8-9所示，有的计算机键盘的每一个键下面都连一小块金属片，与该金属片隔有一定空气间隙的是另一块小的固定金属片，这两片金属片组成一个小电容器，该电容器的电容C可用公式C=εSd计算，式中常量ε=9×10-12 F/
m，S表示金属片的正对面积，d表示两金属片间的距离，当键按下时，此小电容器的电容发生变化，与之相连的电子线路就能检测是哪个键被按下了，从而给出相应的信号，设每个金属片的正对面积为50 mm2，键未按下时两金属片的距离为0.6 mm，如果电容变化0.25 pF，电子线路恰能检测出必要的信号，则键至少需要被按下多少 mm.
　　图1-8-9
　　解析：设金属片的原距离为d，金属片被按下Δd时电容变化ΔC=0.25 pF，
　　此时金属片间距为(d-Δd)，
　　则C1=εSd，C2=εSd-Δd.
　　ΔC=C2-C1=εS(1d-Δd-1d)，
　　代入数据得Δd=0.15 mm.
　　答案：0.15 mm
　　一、选择题
　　1.某电容器的电容是30μF，额定电压为200 V，击穿电压为400 V，对于该电容器，下列说法中正确的是(　　)
　　A.为使它的两极板间的电压增加1 V，所需要的电荷量是3×10-5 C
　　B.给电容器1 C的电荷量，两极板间的电压为3×10-5V
　　C.该电容器能容纳的电荷量最多为6×10-3C
　　D.该电容器两极板间能承受的最大电压为200 V
　　解析：选A.由ΔQ=C·ΔU=30×10-6×1 C=3×10-5C，A对;由U=QC=130×10-6V=3.3×104 V，电容器被击穿 ，B错;击穿电压为400 V表示能承受的最大电压为400 V，最大电荷量Q=CU=3×10-5×400 C=1.2×10-2C，C、D错.
　　2.一个电容器带电荷量为Q时，两极板间电压为U，若使其带电荷量增加4.0×10-7 C时，它两极板间的电势差增加20 V，则它的电容为(　　)
　　A.1.0×10-8 F　　　　　　 B.2.0×10-8 F
　　C.4.0×10-8 F D.8.0×10-8 F
　　解析：选B.由于电容与电容器上带电荷量和电势差大小无关，所以可根据电容的定义式推导出：C=ΔQΔU.因此电容C=4.0×10-720 F=2.0×10-8 F.
　　3.如图1-8-10所示，平行板电容器的电容为C，极板带电荷量为Q，极板间距为d.今在两板间正中央放一带电荷量为q的点电荷，则它所受到的电场力大小为(　　)
　　图1-8-10
　　A.k2Qqd2 B.k4Qqd2
　　C.QqCd D.2QqCd
　　解析：选C.平行板电容器极板间电场为匀强电场，其电场强度为E=QCd，因此点电荷q在其中所受到的电场力为F=Eq=QqCd.
　　4.如图1-8-11所示，用电池对电容器充电，电路a、b之间接有一灵敏电流表，两极板之间有一个电荷q处于静止状态.现将两极板的间距变大，则(　　)
　　图1-8-11
　　A.电荷将向上加速运动
　　B.电荷将向下加速运动
　　C.电流表中将有从a到b的电流
　　D.电流表中将有从b到a的电流
　　解析：选BD.板距增大，由于板间电压不变，则E=Ud变小，所以电场力变小，电荷向下加速，A错B对;由平行板电容公式可知，板间增大C变小，则Q=CU变小，电容器放电，C错D对.
　　5.如图1-8-12所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测液面高低的仪器原理图.电容器的两个电极分别用导线接到指示器上，指示器可显示出电容的大小.下列关于该仪器的说法正确的是(　　)
　　图1-8-12
　　A.该仪器中电容器的电极分别是金属芯柱和导电液体
　　B.金属芯柱外套的绝缘层越厚，该电容器的电容越大
　　C.如果指示器显示电容增大了，则说明电容器中的液面升高了
　　D.如果指示器显示电容减小了，则说明电容器中的液面升高了
　　解析：选AC.类似于平行板电容器的结构，导体芯柱和导电液体构成电容器的两电极，导体芯柱的绝缘层就是两极间的电介质，其厚度d相当于两平板间的距离，所以厚度d越大，电容器的电容越小.导电液体深度h越大，则S越大，C越大，C增大时就表明h变大.故A、C正确.
　　6. (2011年沈阳高二质检)如图1-8-13所示是一只利用电容器电容(C)测量角度(θ)的电容式传感器的示意图.当动片和定片之间的角度(θ)发生变化时，电容(C)便发生变化，于是通过知道电容(C)的变化情况就可以知道角度(θ)的变化情况.下列图象中，最能正确反映角度(θ)与电容(C)之间关系的是(　　)
　　图1-8-13
　　图1-8-14
　　解析：选B.两极板正对面积S=12(π-θ)R2，则S∝(π-θ)
　　又因为C∝S，所以C∝(π-θ)
　　令C=k(π-θ)　∴θ=π-Ck(k为常数)
　　所以B正确.
　　7.某电容器上标有“1.5 μF,9 V”的字样，则(　　)
　　A.该电容器所带电荷量不能超过1.5×10-6 C
　　B.该电容器所加电压不能超过9 V
　　C.该电容器击穿电压为9 V
　　D.当给该电容器加4.5 V的电压时，它的电容值变为0.75 μF
　　解析：选B.该标示值为电容器电容和能允许加的最大电压.加在该电容器上的电压超过9 V就会击穿它.能够给它充的最大电荷量为Q=CU m=1.5 ×10-6×9 C=1.35×10-5C.电容器电容与所加电压无关，因此当给电容器加4.5 V的电压时，其电容值仍为1.5 μF.故B正确.
　　8.如图1-8-15所示，平行板电容器两个极板为A、B，B板接地，A板带电荷量+Q，板间电场内有一固定点P.若将B板固定，A板下移一些，或者将A板固定，B板上移一些，在这两种情况下，以下说法正确的是(　　)
　　图1-8-15
　　A.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势不变
　　B.A板下移时，P点的电场强度不变，P点电势升高
　　C.B板上移时，P点的电场强度不变，P点电势降低
　　D.B板上移时，P点的电场强度减小，P点电势降低
　　解析：选AC.A板下移，电荷密度不变，场强不变，又因P与B板距离不变，由UP=Ed知P点电势不变，A对，B错，B板上移，场强同样不变，但P与B板距离减小，故电势降低C对，D错.
　　9.如图1-8-16所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b与电池相连，在距离两板等距的M点有一个带电液滴处于静止状态.若将a板向下平移一小段距离，但仍在M点上方，稳定后，下列说法中正确的是(　　)
　　图1-8-16
　　A.液滴将向下加速运动
　　B.M点电势升高，液滴在M点的电势能将减小
　　C.M点的电场强度变小了
　　D.在a板移动前后两种情况下，若将液滴从a板移到b板，电场力做功相同
　　解析：选BD.当将a向下平移时，板间场强增大，则液滴所受电场力增大，液滴将向上加速运动，A、C错误.由于b板接地且b与M间距未变，由U=Ed可知M点电势将升高，液滴的电势能将减小，B正确.由于前后两种情况a与b板间电势差不变，所以将液滴从a板移到b板电场力做功相同，D正确.
　　二、计算题
　　10.水平放置的平行板电容器的电容为C，板间距离为d，极板足够长，当其带电荷量为Q时，沿两板中央水平射入的带电荷量为q的微粒恰好做匀速直线运动.若使电容器电量增大一倍，则该带电微粒落到某一极板上所需时间为多少?
　　解析：利用平衡条件得mg=qE=qQCd.
　　根据运动学公式有d2=at22，
　　由牛顿第二定律得，qE′-mg=ma，
　　又E′=2QCd，解得t=dg.
　　答案： dg
　　11.如图1-8-17所示，一平行板电容器接在U=12 V的直流电源上，电容C=3.0×10-10 F，两极板间距离d=1.20×10-3m，取g=10 m/s2，求：
　　图1-8-17
　　(1)该电容器所带电量.
　　(2)若板间有一带电微粒，其质量为m=2.0×10-3 kg，恰在板间处于静止状态，则该微粒带电量为多少?带何种电荷?
　　解析：(1)由公式C=QU得
　　Q=CU=3.0×10-10×12 C=3.6×10-9 C.
　　(2)若带电微粒恰在极板间静止，则qE=mg，而E=Ud
　　解得q=mgdU=2.0×10-3×10×1.20×10-312 C
　　=2.0×10-6 C
　　微粒带负电荷.
　　答案：(1)3.6×10-9 C　(2)2.0×10-6 C　负电荷
　　12.如图1-8-18所示，水平放置的A、B两平行板相距h，有一质量为m，带电量为q的小球在B板之下H处以初速度v0竖直向上进入两板间，小球恰好能打到A板，求A、B板间的电势差.
　　图1-8-18
　　解析：如果电场力做正功，由动能定理得
　　qU-mg(h+H)=0-mv20/2，
　　解得U=m[2gh+H-v20]2q，
　　如果电场力做负功， 则有
　　-qU-mg(h+H)=0-mv20/2，
　　解得U=m[v20-2gh+H]2q.
　　答案：见解析[4]}

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1、检测电解电容耐压跟漏电流的标准是什么？ 电容的耐压，表示电容在一定条件下连续使用所能承受的电压。如果加在电容上的工作电压超过额定电压，电容内部的绝缘介质就有可能被击穿，造成极片间短路或严重漏电。因此，电容的工作电压不能大于其额定耐压，以保证电路可靠工作。
对于电解电容器，漏电流是性能指标中重要的一项。电解电容的漏电流与电压的关系密切，漏电流随工作电压的增高而增大。当工作电压接近阳极的赋能电压时，漏电流会急剧上升。通过测试电解电容的漏电电流，可以推算出它的极限耐压和额定耐压，对于电路中电容耐压的取值，有直接的参考意义。 根据这个原理，笔者设计并制作了款电容耐压测试仪，其线路简单、成本低廉、制作容
2、易，较好地解决了业余条件下电容耐压测试的问题。 变压器T1和T2型号相同，背靠背对接，提供高低压两组电源，并起到隔离作用。低压的经整流滤波后，由R1、DWl、Q1、RalRal
1组成电流可调的恒流源。高压的经整流滤波后由RblRblO、DW2分压，Q2输出可调的直流电压。使用时选择合适的电压Uc和电流Jc，将被测电容接到Cxa、Cxb两点上，此时会看到电压表指针缓慢偏转，达到一定的位置后静止，指针所指的电压即为该电容在漏电电流为lc时所承受的耐压。
波段开关K3、K4（各单挡11位）分别是测试电压和电流（即漏电流）选择开关，其测试量程如表1所示。表2为测试电路中的元件清单。一、测试电路的使用
3、方法 1.将测试电压调到比电容额定电压高一些的挡位。如测试35V的申容。可将挡位放到64V，测试50v的电容，可将挡位放到64M或96V.挡位高一些对测试结果影响不大，只是挡位越高，三极管Q1的功耗相应会大一些。
2.选择合适的测试电流。测试电流应根据电容容量来选择，容量越大测试电流也越大。对于4700μF以上的电容，可选择大于10mA的测试电流；对于10004700μF的电，容，可选择5mA左右的测试电流：对于10μF以下的电容，可选择0.21mA的测试电流。
3.红色鳄鱼夹接电容正极，黑色鳄鱼夹接电容负极。接好后看到电压表指针先匀速缓慢偏转。正常情
4、况下偏转位置应超过额定电压，当达到某一值时其指针偏转变慢，并且越来越慢，最终静止下来，此时电容的漏电流等于Q1集电极的恒流电流，电压表所指示的电压，为此电容在漏电电流为Ic时所承受的耐压，可粗略认为是该电容的极限耐压。 4.测试完毕后将开关K2闭合，待电容放电后取下。 表3是利用附图的测试电路测量的部分电解电容器的产品实例。二、测试经验总结
1.电容容量越大，测试电流（漏电流）也应相应变大。 国产的铝电解电容器，在额定电压6.3450V，标称容量10680μF时，漏电流可按下列公式计算：I≤（KxCxU）1000公式中：I为漏电流（mA）；K为系数（20&p
5、lusmn;5时，K=O.03）；U为额定工作电压（V）；C为标称容量（μF）； 2.由于电解电容器只能单向工作，如将电解电容正负端接反测试，在5mA电流下测试其电压会极低，大约只有4V左右。 3.长期不用的电解电容器，由于氧化膜的分解，容量、耐压都有一定的衰减，在第一次使用时，应先加低压（12额定耐压）老化一段时间（等效电解电容器的赋能）。
4.同样的容量和耐压的电解电容器，其体积较大、分量较重的一般耐压性能更好些；同样的容量和耐压的电解电容器，其相同的测试电流，电压指针偏转快的，漏电流较小。 5.正品电解电容极限耐压一般为其额定电压的120左右。 6.当工作电压高于额定电压时
6、，电容就较容易击穿。因此选用电解电容时，应使额定电压高于实际工作电压，并要预留一定的余量，以应付电压的波动。一般情况下，额定电压应高于实际工作电压的1020，对于工作电压稳定性较差的电路，可酌情预留更大的余量。 7.使用本电路测试电解电容器，不会造成电容的损坏。三、测试电路的改进
1.由于没有购买到合适的电压表头，DC250V以上挡不能指示。如果能够换成DC320v表头就比较理想。表头量程也不宜太大，否则会降低分辨率，用这样的表头去测试低耐压电容时，会造成读数偏差太大。 2.为了取得更准确的测试电压，可将RblRbl0分压电阻换成相应稳压值的稳压管（加限流电阻）或多圈精密可调电阻。
3.V1若换成数字式电压表，电压读数将更加直观、精确。不过需另外加装一组DC5v浮动电
}