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電解電容器通常是由金屬箔（鋁/鉭）作為正電極，金屬箔的絕緣氧化層（氧化鋁/鉭五氧化物）作為電介質(zhì)，電解電容器以其正電極的不同分為鋁電解電容器和鉭電解電容器。

鋁電解電容器的負電極由浸過電解質(zhì)液（液態(tài)電解質(zhì)）的薄紙/薄膜或電解質(zhì)聚合物構(gòu)成；鉭電解電容器的負電極通常采用二氧化錳。由于均以電解質(zhì)作為負電極（注意和電介質(zhì)區(qū)分），電解電容器因而得名。

有極性電解電容器通常在電源電路或中頻、低頻電路中起電源濾波、退耦、信號耦合及時間常數(shù)設(shè)定、隔直流等作用。

一般不能用于交流電源電路，在直流電源電路中作濾波電容使用時，其陽極（正極）應與電源電壓的正極端相連接，陰極（負極）與電源電壓的負極端相連接，不能接反，否則會損壞電容器。  

 無極性電解電容器通常用于音箱分頻器電路、電視機S校正電路及單相電動機的起動電路。   電解電容器廣泛應用于家用電器和各種電子產(chǎn)品中，其容量范圍較大，一般為1~1000μF，額定工作電壓范圍為6.3~450V。其缺點是介質(zhì)損耗、容量誤差較大（最大允許偏差為+100%、-20%），耐高溫性較差，存放時間長容易失效。

 如何理解電容器的靜電容量
HOW TO UNDERSTAND THE CAPACITANCE

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A.電容量
電容器的基本特性是能夠儲存電荷(Q),而Q值與電容量(C)和外加電壓(V)成正比.
Q = CV
因此充電電流被定義為:
= dQ/dt = CdV/dt
當外加在電容器上的電壓為1伏特,充電電流為1安培,充電時間為1秒時,我們將電容量定義為1法拉.
C = Q/V = 庫侖/伏特 = 法拉
由于法拉是一個很大的測量單位,在實際使用中很難達到,因此通常采用的是法拉的分數(shù),即:
皮法(pF) = 10-12F
納法(nF) = 10-9F
微法(mF)= 10-6F
B.電容量影響因素
對于任何給定的電壓,單層電容器的電容量正比于器件的幾何尺寸和介電常數(shù):
C = KA/f(t)
K = 介電常數(shù)
A = 電極面積
t = 介質(zhì)層厚度
f = 換算因子
在英制單位體系中,f = 4.452,尺寸A和t的單位用英寸,電容量用皮法表示.單層電容器為例,電極面積1.0×1.0″,介質(zhì)層厚度0.56″,介電常數(shù)2500,
C = 2500(1.0)(1.0)/4.452(0.56)= 10027 pF
如果采用公制體系,換算因子f = 11.31,尺寸單位改為cm,
C = 2500(2.54)(2.54)/11.31(0.1422)= 10028 pF
正如前面討論的電容量與幾何尺寸關(guān)系,增大電極面積和減小介質(zhì)層厚度均可獲得更大的電容量.然而,對于單層電容器來說,無休止地增大電極面積或減小介質(zhì)層厚度是不切實際的.因此,平行列陣迭片電容器的概念被提出,用以制造具有更大比體積電容的完整器件.

在這種“多層”結(jié)構(gòu)中,由于多層電極的平行排列以及在相對電極間的介質(zhì)層非常薄,電極面積A得以大大增加,因此電容量C會隨著因子N(介質(zhì)層數(shù))的增加和介質(zhì)層厚度t’的減小而增大.這里A’指的是交迭電極的重合面積.
C = KA’N/4.452(t’)    
以前在1.0×1.0×0.56″的單片電容器上所獲得的容量,現(xiàn)在如果采用相同的介質(zhì)材料,以厚度為0.001″的30層介質(zhì)相迭加成尺寸僅為0.050×0.040×0.040″的多層元件即可獲得(這里重合電極面積A’為0.030×0.020″).
C = 2500(0.030)(0.020)30/4.452(0.01)= 10107 pF
上面的實例表明在多層結(jié)構(gòu)電容器尺寸相對于單層電容器小700倍的情況下仍能提供相同的電容量.因此通過優(yōu)化幾何尺寸,選擇有很高介電常數(shù)和良好電性能(能在形成薄層結(jié)構(gòu)后保持良好的絕緣電阻和介質(zhì)強度)的介質(zhì)材料即可設(shè)計和制造出具有最大電容量體積系數(shù)的元件.

如何理解電容器的容量老化
How To Understand Aging

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如何理解電容器的容量老化
鐵電體陶瓷電容器的容量和介質(zhì)損耗會展現(xiàn)出隨時間延長而衰減的趨勢.這種被稱為老化的現(xiàn)象是可逆的,其產(chǎn)生的原因在于鐵電體晶體結(jié)構(gòu)隨溫度而變化.
鐵電介質(zhì)以鈦酸鋇(BaTiO3)為主要成分,加入一定的氧化物以改變材料晶體慣態(tài)和對稱性,產(chǎn)生出鐵電疇.在居里點(120℃)附近,BaTiO3晶體結(jié)構(gòu)由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?/span>,自發(fā)極化不再發(fā)生.而當冷卻通過居里點時,材料晶體結(jié)構(gòu)又重新由立方相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?/span>,其點陣結(jié)構(gòu)中不存在對稱中心.Ti4+離子可以占據(jù)兩個非對稱位置中的一個,從而導致永久性電偶極.由于相鄰晶胞相互作用的影響足以建立起極化疇,因此這些電偶極是自發(fā)產(chǎn)生和略微有序的.平行極化疇是隨機取向的(在沒有外加電場作用的情況下),給系統(tǒng)提供應變能.而應變能的松弛正是材料介電常數(shù)老化的原因,具有下列時間關(guān)系:
K = K0 -m log t
這里 K = 任意時間t處的介電常數(shù)
K0 = 時間t0(t0 < t)處的介電常數(shù)
m = 衰減速率
上面公式是對數(shù)關(guān)系,如果采用半對數(shù)圖處理所得數(shù)據(jù),其結(jié)果將會近似于一條直線,正如下圖所示.每十倍時內(nèi)K(或電容量)變化的百分數(shù)可以通過計算得出,用做衡量瓷料優(yōu)劣的一個指標.
與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān),進而對極化產(chǎn)生影響的的因素(材料純度、晶粒尺寸、燒結(jié)情況、晶界、空隙率,內(nèi)應力)同樣也決定了疇壁移動和重新取向的自由程度.
圖略(請下載附件看全文)
由此可知,材料老化的速率與材料組分和工藝過程密切相關(guān),同時對那些影響材料介電常數(shù)的因素也非常敏感.
鐵電體容量的時間損耗是不可避免的,盡管通過把介質(zhì)加熱到居里點以上,使材料晶體結(jié)構(gòu)變回“順電”立方態(tài)的方法可以得到恢復.但一旦冷卻下來,材料晶體結(jié)構(gòu)再次轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?/span>,自發(fā)極化再次出現(xiàn),產(chǎn)生的新極化疇使得老化過程重新開始.
順電體,例如NPO,中由于不存在自發(fā)極化的機制,因此觀察不到老化現(xiàn)象.老化速率受電容器“電壓狀態(tài)”的影響.元件在高溫(低于居里溫度)直流偏壓負荷試驗中表現(xiàn)出了容量損耗,但老化速率很低.從理論上講,高溫下的電壓負荷會促進極化疇的的弛豫.當然,如果實際溫度超過了居里點,電壓效應則會消失。

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