雖說(shuō)電容是板卡上最為常見(jiàn)的小元件,但當(dāng)你看到板卡上圓滾滾的電容時(shí),你又真正了解多少它內(nèi)部的知識(shí)呢?固態(tài)電容和液態(tài)電容說(shuō)了這么多年,究竟差別在哪里?鉭電容真的如傳說(shuō)中的那么好嗎?下面和裝機(jī)之家小編一起來(lái)回答這些問(wèn)題。
電容就是電的容器
要了解電容,自然先要弄明白電容的原理??蓜e聽(tīng)到原理就害怕,實(shí)際上電容本身的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。咱們可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明,只要你有兩塊金屬板(比如包裝巧克力的鋁箔,或者香煙盒中的鋁箔紙)、一節(jié)電池、一個(gè)萬(wàn)用表、導(dǎo)線若干,就可以制造出最簡(jiǎn)單的電容。首先把兩片鋁箔壓平,然后將它們平行放置,但不要接觸。接下來(lái),用導(dǎo)線分別將兩片鋁箔與電池的正負(fù)極連通,但記住,兩片鋁箔平行放置,一定不要接觸。連通一段時(shí)間后,撤掉電池,用萬(wàn)用表測(cè)量鋁箔之間的電壓。這時(shí)你就會(huì)發(fā)現(xiàn),即使沒(méi)有電池,鋁箔中間依舊存在一定的電壓。這說(shuō)明了什么??jī)善拷膶?dǎo)體,擁有儲(chǔ)存電能的能力。用專業(yè)的話總結(jié)一下:這是由于電荷在電場(chǎng)中受力移動(dòng)時(shí),被導(dǎo)體之間的介質(zhì)阻擋,阻礙了電流的運(yùn)行,造成了電流的積累。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō),電容的特點(diǎn)很像水庫(kù)。水庫(kù)在河流上阻礙了水流的正常運(yùn)行,因此水庫(kù)就擁有了庫(kù)容,形成人工湖。而在電容中,存儲(chǔ)的就是電荷。
電容基本結(jié)構(gòu)
上述實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)電的鋁箔紙,它們?cè)陔娙葜凶鳛閮蓧K導(dǎo)體,分別叫陽(yáng)極和陰極,代表著電容的正負(fù)兩極。除此之外,電容還需要絕緣體來(lái)阻止陰極和陽(yáng)極接觸,這個(gè)絕緣體被稱作介質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中的介質(zhì)是空氣,而在實(shí)際應(yīng)用中,電容的介質(zhì)有很多種,陶瓷、金屬氧化物都可以作為介質(zhì)。介質(zhì)在很大程度上決定了電容的性能和參數(shù),也決定了大部分電容的命名方式。
此外,電容有一個(gè)很重要的特性是我們需要了解的,這就是隔直通交。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),電容不能通過(guò)直流電,但交流電卻沒(méi)問(wèn)題,這是由于交流電的周期性變化導(dǎo)致電容不停地充放電,因此電容難以阻擋交流電的導(dǎo)通。而電容對(duì)電流的阻礙作用,會(huì)隨著電流頻率的上升而逐漸減小。換句話來(lái)說(shuō),電流的頻率轉(zhuǎn)換速度越快,電容就越可視為導(dǎo)線。電容的隔直通交特性,是電容絕大多數(shù)用途的重要依據(jù)。
雖然電容的原理很簡(jiǎn)單,但本身的用途非常廣泛。在主板、顯卡中,電容既可用作儲(chǔ)能,也可用作濾波、耦合、旁路、溫度補(bǔ)償、調(diào)諧等。我們不需要深究這些作用的來(lái)龍去脈,只需要牢牢記住:電容,是儲(chǔ)存電荷的容器,它能隔斷直流,導(dǎo)通交流,是板卡上最重要的元件之一。
固態(tài)液態(tài)本一家,爆炸并非很可怕
從電容的原理來(lái)看,它似乎并沒(méi)有太多“內(nèi)涵”。不過(guò)在實(shí)際使用中,根據(jù)使用環(huán)境和情況的不同,電容發(fā)展出了非常多的種類。我們先為大家介紹最常見(jiàn)電解電容。
很多主板在供電部分使用了固態(tài)電容
電解電容是目前使用最廣泛的產(chǎn)品。我們常說(shuō)的液態(tài)電容、固態(tài)電容以及鉭電容其實(shí)都是電解電容,電解電容是根據(jù)電容的組成來(lái)分類的。它一般使用金屬箔做陽(yáng)極,可以導(dǎo)電的電解液(或其它固態(tài)電解物質(zhì),如二氧化錳、有機(jī)半導(dǎo)體等)做陰極,在金屬箔鍍上一層薄薄的、不導(dǎo)電的金屬氧化層做介質(zhì)。這三種物質(zhì)通過(guò)一定的幾何形狀纏繞、組合在一起,最終形成了電容。
在電解電容中,目前使用最廣泛的是鋁電解電容。顧名思義,這種電容的陽(yáng)極是鋁,介質(zhì)則是氧化鋁。那么它的陰極是什么呢?我們先從實(shí)際產(chǎn)品說(shuō)起。
目前板卡上使用最多的電容就是俗稱的液態(tài)電容和固態(tài)電容。實(shí)際上這些電容絕大部分都是鋁電解電容,它們的差別就是—液態(tài)電容的陰極使用了液體狀的電解液,而固態(tài)電容的陰極則使用了固體的導(dǎo)電高分子材料。
從電容結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),液態(tài)電容和固態(tài)電容基本相同。如果真要找出點(diǎn)什么不同的話,液態(tài)電容采用的液體并不是特別穩(wěn)定,在高溫下會(huì)產(chǎn)生膨脹甚至汽化,導(dǎo)致電容性能下降、甚至直接“爆炸”。雖然聽(tīng)起來(lái)很恐怖,但實(shí)際上電容爆漿并沒(méi)有那么可怕,多數(shù)電容在爆漿時(shí)都會(huì)通過(guò)開(kāi)在電容頂部(或者下部)的“十字”或“K字”減壓防爆紋將內(nèi)部的氣體壓力釋放掉。
從這個(gè)角度來(lái)看,“爆漿”只是液態(tài)電容在損壞時(shí)的一種表現(xiàn)形勢(shì)而已,并沒(méi)有傳說(shuō)中的“爆炸”那么大的威力,并且液態(tài)電容的十字防爆紋設(shè)計(jì)還能夠提醒使用者及時(shí)發(fā)現(xiàn)“傷殘”電容,是壞電容最明顯的標(biāo)志。因此當(dāng)我們?cè)诎蹇ㄉ峡吹焦钠饋?lái),像帶了頂小帽子的電容時(shí),就代表它已經(jīng)壞了。
快要損壞的液態(tài)電容頂部鼓起,這是提醒用戶及時(shí)維修的明顯標(biāo)志。不過(guò)這是很早以前的主板采用的液態(tài)電容,存在爆漿風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)在的主板都是固態(tài)電容。