电容量公式
一、平行板电容器容量公式[*]C:电容量 (F)
[*]ε:介电常数
[*]S:极板正对面积 (m^2)
[*]d:极板距离 (m)
[*]k:静电力常量
ε=ε0εr
ε0:真空介电常数
εr:介质相对介电常数
国际单位制简化版电容量公式
ε0:真空介电常数 8.85×10^12F/m
εr:相对介电常数
二、电容电容量通用定义式
C:电容量(单位:F,法拉)
Q:储存电荷量(单位:C,库仑)
U:电压(单位:V,伏特)
含义: 电容两端每增加 1V 电压,能够储存多少电荷。
三、电容容抗公式
f:频率 (Hz),XC:容抗 (Ω)
电容自谐振频率SRF
一、什么是电容自谐振频率(SRF)真实电容并不是理想电容
实际电容内部存在:
[*]ESL(等效串联电感)
[*]ESR(等效串联电阻)
当频率升高时:
[*]电容容抗下降
[*]电感感抗上升
在某个频率点:
[*]容抗 = 感抗
发生串联谐振。这个频率就是电容的自谐振频率(SRF)
二、电容自谐振频率公式
其中:
[*]fSRF:自谐振频率
[*]L:ESL(寄生电感)
[*]C:电容量
三、自谐振点的特性
在 SRF 点:
[*]阻抗最低
[*]滤波效果最好
[*]去耦能力最强
这是电容“最有效”的频率。
典型 SRF 规律
电容量越大 → SRF 越低
例如:
电容典型SRF
100uF几十kHz
10uF数MHz
1uF十几MHz
0.1uF数十MHz
1nF数百MHz
因此:大电容滤低频
小电容滤高频
电容在低于 SRF(自谐振频率)时,仍然表现为“电容性”,即频率越高,容抗越低,滤波与旁路能力会逐渐增强;而当频率等于 SRF 时,电容内部的寄生电感(ESL)与电容量发生串联谐振,此时容抗与感抗相互抵消,电容阻抗达到最低点,滤波和去耦效果最强。也就是说,低于 SRF 只是“还能当电容使用”,而等于 SRF 则是“电容性能最佳的工作点”。
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