電容q值是什么？電容q值公式-KIA MOS管

電容q值詳解

電容的Q值（或稱為電荷量）是指電容器中存儲(chǔ)的電荷量。電容器存儲(chǔ)的電荷量與電容器的電容量C和電壓V有關(guān)，可以用以下公式來表示：Q=C?V 其中，Q表示電荷量，C表示電容量，V表示電壓。

這個(gè)公式的意義是，電容器的電荷量與電容量成正比，電壓成比例?？梢岳斫鉃?，電容器的電荷量取決于兩個(gè)因素：其本身的電容量和所施加的電壓。

如果電容量較大，電容器能存儲(chǔ)的電荷量就越多；如果電壓較高，電容器中存儲(chǔ)的電荷量也會(huì)隨之增加。需要注意的是，電容器內(nèi)的電荷量可以隨著時(shí)間的變化而變化，具體取決于電路中的電流。當(dāng)電容器接入電路中后，電荷量會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加或減少，直到達(dá)到穩(wěn)態(tài)。

電容的基本原理

電容的功能就是以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存電能量。以平行板電容器為例，簡(jiǎn)單介紹下電容的基本原理。

上圖所示，在兩塊距離較近、相互平行的金屬平板上(平板之間為電介質(zhì))加載一個(gè)直流電壓；穩(wěn)定后，與電壓正極相連的金屬平板將呈現(xiàn)一定量的正電荷，而與電壓負(fù)極相連的金屬平板將呈現(xiàn)相等量的負(fù)電荷；這樣，兩個(gè)金屬平板之間就會(huì)形成一個(gè)靜電場(chǎng)，所以電容是以電場(chǎng)能的形式儲(chǔ)存電能量，儲(chǔ)存的電荷量為Q。

電容儲(chǔ)存的電荷量Q與電壓U和自身屬性(也就是電容值C)有關(guān)，也就是Q=U*C。根據(jù)理論推導(dǎo)，平行板電容器的電容公式如下：

理想電容內(nèi)部是介質(zhì)(Dielectric)，沒有自由電荷，不可能產(chǎn)生電荷移動(dòng)也就是電流，那么理想電容是如何通交流的呢？

通交流

電壓可以在電容內(nèi)部形成一個(gè)電場(chǎng)，而交流電壓就會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。根據(jù)麥克斯韋方程組中的全電流定律：

即電流或變化的電場(chǎng)都可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，麥克斯韋將ε(?E/?t)定義為位移電流，是一個(gè)等效電流，代表著電場(chǎng)的變化。(這里電流代表電流密度，即J)

設(shè)交流電壓為正弦變化，即：

實(shí)際位移電流等于電流密度乘以面積：

所以電容的容抗為1/ωC，頻率很高時(shí)，電容容抗會(huì)很小，也就是通高頻。

電容在通交流的時(shí)候，內(nèi)部的電場(chǎng)和磁場(chǎng)在相互轉(zhuǎn)換。

隔直流

直流電壓不隨時(shí)間變化，位移電流ε(?E/?t)為0，直流分量無法通過。

實(shí)際電容等效模型

實(shí)際電容的特性都是非理想的，有一些寄生效應(yīng)；因此，需要用一個(gè)較為復(fù)雜的模型來表示實(shí)際電容，常用的等效模型如下：

由于介質(zhì)都不是絕對(duì)絕緣的，都存在著一定的導(dǎo)電能力；因此，任何電容都存在著漏電流，以等效電阻Rleak表示；

電容器的導(dǎo)線、電極具有一定的電阻率，電介質(zhì)存在一定的介電損耗；這些損耗統(tǒng)一以等效串聯(lián)電阻ESR表示；

電容器的導(dǎo)線存在著一定的電感，在高頻時(shí)影響較大，以等效串聯(lián)電感ESL表示；

另外，任何介質(zhì)都存在著一定電滯現(xiàn)象，就是電容在快速放電后，突然斷開電壓，電容會(huì)恢復(fù)部分電荷量，以一個(gè)串聯(lián)RC電路表示。

大多數(shù)時(shí)候，主要關(guān)注電容的ESR和ESL。

品質(zhì)因數(shù)(Quality Factor)

和電感一樣，可以定義電容的品質(zhì)因數(shù)，也就是Q值，也就是電容的儲(chǔ)存功率與損耗功率的比：

Qc=(1/ωC)/ESR

Q值對(duì)高頻電容是比較重要的參數(shù)。

自諧振頻率(Self-Resonance Frequency)

由于ESL的存在，與C一起構(gòu)成了一個(gè)諧振電路，其諧振頻率便是電容的自諧振頻率。在自諧振頻率前，電容的阻抗隨著頻率增加而變?。辉谧灾C振頻率后，電容的阻抗隨著頻率增加而變小，就呈現(xiàn)感性。

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