TME | 如何安全地对电容器放电？

TME:带电电容器的短路会极剧地烧毁电路中的电子器件和其他组件，并有触电和起火的危险。电容器的电容和电压越大，短路情况下的损坏程度则越大。在将电路中元件移除之前，必须对电容器进行放电。查看如何操作。从本文你将了解到：

电容器工作原理；电容器的参数；

如何给电容器放电；

电容器目录

 电容器工作原理？

电容器是由电介质隔开两个电极的系统，其中聚集了等量相反电位的电荷。电容器有很多种类型，其可分为几种子类型。它们中最简单的类型是由两个金属板制成，它们之间为电介质 -如空气、陶瓷材料或浸渍纸。这些极板是用于存储电能的电容器板。

 向电容器极板施加电压开始产生电荷 – 这类似于电池单元。断开电压源后，由于静电吸引的作用，电荷残留在电容器板上。累积的电荷相等但电位相反。

电容器的安全放电类似于其充电过程。在以特定电容为特征的直流电压U施加到电容器接线端子后，电荷Q累积在电容器中，这是电容与电压的乘积。电容器的电容单位为法拉。在1法拉电容器中，1库仑电荷产生1伏电压。由于1法拉是非常大的值，因此用于电子电力的电容器通常具有皮法拉、纳法拉、微法和毫法量级的电容量。

固体电容器分为两个基本类别：薄膜电容器和陶瓷电容器。电容器的安全放电在很大程度上取决于其设计。聚苯乙烯电容器的特点是高稳定性和绝缘电阻率，以及相当低的工作温度上限。

薄膜电容器是由三层薄膜制成，分别为电极-电介质-电极，然后将其卷起并放置于合适的外壳中。它们经常用于各种家用电器和电子产品的电气和电子系统中。此类电容器的一个例子是WIMA FKP2D021001I00HSSD。

 集成电路中最常见的电容器之一是由具有重叠金属电极的陶瓷板制成的陶瓷电容器，例如：SR PASSIVES CC-10/100型号。为了放电，值得使用具有高电阻的接收器。

电容器参数

为了知道如何让电容器放电，有必要知道表征该电气元件的参数。电容器的基本参数是：额定电容量、电容容差、额定电压和介电损耗。

 此外，电容器的特性还有：允许的交流电压、绝缘电阻、电容温度系数、气候类别和尺寸，以及允许的脉冲负载、额定功率和极限频率。

 电容量是计划对电容器安全放电时要考虑的最重要的参数。这是电容器累积电荷的能力，它与介电常数和电极板面积的乘积成正比，与电极之间的距离（电介质厚度）成反比。

 制造商给定的电容器的电容为额定电容量，实际上是无法实现的，电容值可能会受到许多环境因素的影响。因此，给出的电容器电容的百分比公差，它是电容实际值与标称值的百分比偏差。

 电容器损耗确定了与电容器在交流电压下工作相关的单位能量损耗，其特征在于损耗角的正切。这些损耗通常大于介电损耗，这与电极上损耗的发生以及影响电容器系统的频率和温度有关。

如何给电容器放电？

 电容器放电取决于其类型和电容量。对电容更大的电容器应更小心地放电，因为短路可能不仅会损坏电容器，还会引起爆炸和电击。

 电容器的安全放电在于将其两端的任何电阻性负载连接至其两端，这将能够耗散电容器中所存储的电能。例如：如何为100 V电容器放电？为此，可以使用普通的电阻器或110 V电压的灯泡，电容器通过提供电能照亮灯泡，光源同时也可指示元件的充电状态。当然，也可为此目的使用另一电阻式接收器。

 电容器的放电应使用高电阻接收器进行。这样，累积在极板上的电荷的释放，将花费更长的时间，但是这将确保完全释放电荷。

 还可以通过准备一个特殊的放电电路为较小电容的电容器放电，其由串联连接的电容器和电阻器组成。准备此种放电系统时，请注意电容器的放电时间和所需的电阻器功率的大小。

 电容器放电时间将等于与电容器串联的电阻值和电容的乘积。在这段时间之后，元件的电压应降至初始电压的三分之一，并应在电阻和电容乘积的五倍时间内完全释放电量。

 我们接入系统的电阻越小，则电容器放电的速度就越快。例如：如果对10 uF的电容器采用1kΩ电阻对其放电，则放电时间将为0.01 s。如果使用此种电阻对1 mF的电容放电，则初始充电值1/3的放电时间延长至1s。

 应当记住，电容器的安全放电必须选择适当的电阻进行。功率过小的电阻会被损坏。因此，在选择电阻器时，应考虑电阻器的功耗，此功率等于其电压的平方除以电阻。标准电阻器可以承载高达0.25 W的功率。将此种电阻器与具有较大电荷和电压的大电容器一起使用则会导致其被烧毁。因此，在元件较小的情况下，值得使用5 W和例如1kΩ的电阻，SR PASSIVES MOF5WS-1K型号就是其中的一个例子。

 较大的电容器应配备放电电阻，在断开电源电压后，放电电阻可在几分钟内对该元件进行放电。应当使用YDY 4 mm2电缆对三相功率电容器进行安全放电，包括用PE导体短路元件的各个相。