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电容器的电容温度系数

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Plantt|  楼主 | 2019-1-2 14:09 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
电容器的电容温度系数


无论多么好的电容器,当环境温度变化时,它的容量也免不了有些变化。有些电容器的容量随环境温度的升高而增大,也有些反而减小。为了反映出电容器的容量随温度变化的情况,电容器有一个特别的参数叫做——电容温度系数。
电容器的电容温度系数平常不大为人注意,因为它在一般收音机中似乎没有影响(实际上它对收音机的影响还不少,超外差式收音机的频率漂移,多半是本地振荡回路电容变化的结果),但在精密电子仪器中,例如高频信号发生器,Q表,甚至连较优的收音机或收发信机,就不能不考虑某一回路的电容受环境温度的影响而引起的变化。


温度影响电容量的原因
为什么环境温度的变化会使电容器容量变化呢?说起来很简单,就是物质的热涨冷缩的性质引起的,而这三种现象以金属最为显著。电容器的两组极片既是金属的,周围温度升高时当然要胀大,极片面积增大后电容量变大;极片体积胀大后,还迫使两极片间的介质距离缩小,也使电容量增大;此外,两极片间介质的介电常数也会随温度的变化而改变,具有离子式极化的介质,当温度升高时它的介电常数要增加。由于这些原因,一般电容器中的纸介电容器和云母电容器,它们的电容量都随温度升高而增加。具有这种温度变化特征的,我们说它的温度系数是正的,相反的情形,即电容量随温度升高而减小的,我们说它的温度系数是负的。


电容温度系数的计算
电容量温度系数的大小,是以周围温度每变化1℃时。单位电容量的变化与原电容量的比值来确定。用公式表示时,温度系数



式中Ct1——温度变化开始时电容器的容量,Ct2——温度变化后电容器的容量,t1——变化前的温度℃,t2——变化后的温度℃。
实际测量出来的电容器的电容温度系数值是很小的。固定电容器的电容温度系数按照不同的介质,随着下列顺序顺次增大:
瓷介电容器→被银电容器→普通云母电容器→纸金属化电容器→纸介电容器。
在一般情形下,纸电容器与纸金属化电容器,在它的技术要求中不规定温度系数,因为在使用它们的一些回路内,由于温度变化而引起的回路电容量的改变,对整个机件的影响不大或者可以说毫无影响,同时它们本身的温度系数比起云母或瓷介电容器来也是大得惊人的。


电容器电容温度系数的分组
云母电容器和瓷介电容器都是照容量温度系数的大小分组。常用的云母电容器按不同的容量温度系数分成下列四组:



云母电容器的容量温度系数是正是负,制造时难以控制,只有经过测量才能知道,不过一般是正者居多。
小型低压瓷介电容器就不同了,它的温度系数是正是负,可以选用不用的介质材料加以控制。因为这种电容器的容量温度系数主要是由于介质的介电常数的温度系数决定的。瓷介电容器按不同的容量温度系数可分成下列几组:




选用不同电容温度系数的依据
下面我们谈谈怎样根据用途来选择具有不同电容温度系数的电容器。首先我们应该弄清楚,在哪些情况下电容器的容量温度系数对电路性能有影响,哪些情况下没有影响。例如超外差式收音机中本地振荡器的垫衬电容器,很明显我们应该选用容量温度系数最小的Г组云母电容器,因为这只电容器容量的变化,将直接引起本地振荡级输出频率的改变,这是我们所不希望的。又如检波或低放电路中的高频旁路电容器,即使容量上下较大,对于机件的工作或性能不至于有什么影响,那就大可不必为它的容量温度系数而伤脑筋了。
由此可以看出:凡是在要求电容量不变的回路中,我们应该选用容量温度系数较小的电容器,容量变化对回路参数没有多大影响时,就不必考虑。负

温度系数告诉我们什么
具有负温度系数的瓷介电容器,一般作为“温度补偿”之用,就是当温度升高(或降低)时,在同一回路内其它电容器的电容以及分布电容随着增大(或减小),而这种电容器电容的变化恰巧相反,即温度升高时电容量减小,降低时增大,起到补偿回路总电容变化的作用。例如超外差式收音机的振荡级,用云母电容器作补偿电容器时,当环境温度升高,它和回路内的空气可变电容器的电容同时变大,振荡电子管的输入电容以及接线的分布电容也都增大,结果使振荡频率降低,影响收音机的性能。如果回路里并联有负温度系数的瓷介电容器,那么在温度升高时,它的电容减小,就可以使回路的总电容近似不变,维持振荡器输出频率的稳定。
上面的说明告诉我们:在使用电容器时,不但要考虑一般的电容、耐压等,并且还要根据用途考虑温度系数,否则不但不能发挥不同组别电容器的性能,而且接好后电路的性能也不会太理想。

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