文章來源：硬件十萬個(gè)為什么

我們在選擇的電容的時(shí)候，經(jīng)常碰到的容值是2.2uF、470nF、680uF、100nF這幾個(gè)常見的值。數(shù)值并沒有電阻那么豐富。下圖是某個(gè)比較全面的元器件銷售網(wǎng)站的部分可選容值。其實(shí)最常見的還是：1、2.2、3.3、4.7、6.8開頭的這幾個(gè)選項(xiàng)。從括號(hào)中表示選擇的型號(hào)數(shù)量，也可以看出規(guī)律。

其實(shí)電感也是一樣情況，略微比電容的數(shù)值豐富一些。

那么為什么電容的容值會(huì)選擇這么幾個(gè)特殊的數(shù)值呢？

這里我們先介紹一個(gè)概念：“優(yōu)先數(shù)”

優(yōu)先數(shù)是在十九世紀(jì)末，法國人查爾斯·雷諾(Charles Renard) 為了對(duì)熱氣球上使用的繩索規(guī)格進(jìn)行簡化。

法國人查爾斯·雷諾在觀察當(dāng)時(shí)的載人升空的氣球所使用的繩索尺寸復(fù)雜多樣，想出來一個(gè)辦法，將10這個(gè)數(shù)開5次方，等到一個(gè)數(shù)1.6，再將1.6這個(gè)數(shù)作為公比，構(gòu)成了一個(gè)從1到10區(qū)間的等比數(shù)列，1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 這就是現(xiàn)在公用的R5系

優(yōu)先數(shù)系有很多優(yōu)點(diǎn)，工程技術(shù)上的各種參數(shù)指標(biāo)，特別是需要分檔分級(jí)的參數(shù)指標(biāo)，采用優(yōu)先數(shù)系可以防止數(shù)值傳播的紊亂。

優(yōu)先數(shù)系不僅適用于標(biāo)準(zhǔn)的制訂，而且適用于標(biāo)準(zhǔn)制訂以前的規(guī)劃、設(shè)計(jì)階段，從而把產(chǎn)品品種的發(fā)展，從一開始就引導(dǎo)到合理的標(biāo)準(zhǔn)化的軌道上。

原理很簡單，就是：我們的紙幣和硬幣不可能造出所有的面值：

1分、2分、3分、4分、5分、6分、7分、8分、9分

1角、2角、3角、4角、5角、6角、7角、8角、9角

1元、2元、3元、4元、5元、6元、7元、8元、9元、10元

11元、12元、13元、14元、15元、16元、17元、18元、19元、20元……

……………………100元

如果貨幣這樣設(shè)計(jì)，不經(jīng)濟(jì)，也不合理。所以我們只選擇了1、2、5三個(gè)數(shù)作為開頭。這個(gè)原理其實(shí)就是用了優(yōu)先數(shù)的原理。

那么在造電阻、電容、電感的時(shí)候，一樣存在這樣的問題，我們不可能把實(shí)際設(shè)計(jì)過程中碰到的所有的阻值、容值、感值都沒有每個(gè)造一樣。所以在電子行業(yè)很早就運(yùn)用了“優(yōu)先數(shù)”的方法。

優(yōu)先數(shù)： 優(yōu)先數(shù)由公比分別為10的5、10、20、40、80次方根，且項(xiàng)值中含有10的整數(shù)冪的理論等比數(shù)列導(dǎo)出的一組近似等比的數(shù)列。

各數(shù)列分別用符號(hào) R5、R10、R20、R40和R80表示，稱為R5系數(shù)、R10系數(shù)、R20系數(shù)、R40系數(shù)和R80系數(shù)。

優(yōu)先數(shù)級(jí)的使用有很多優(yōu)點(diǎn)

1、合理分級(jí)

優(yōu)先數(shù)級(jí)數(shù)據(jù)是按照等比數(shù)列分級(jí)，可以在較寬的范圍內(nèi)使用較少的規(guī)格，但是合理的滿足設(shè)計(jì)和生產(chǎn)需要。比如在包裝時(shí)，當(dāng)10kg不能滿足時(shí)，如果使用12kg則兩極之間絕對(duì)差為2kg，相對(duì)差為20%，100kg時(shí)增加2kg，變?yōu)?02kg顯然太少，對(duì)于1kg時(shí)增加2kg，則變化太大。因此使用等比數(shù)是一種相對(duì)差不變的數(shù)列，不會(huì)造成分級(jí)疏的過疏，密的過密的不合理現(xiàn)象，優(yōu)先數(shù)系正是按等比數(shù)列制訂的。因此，它提供了一種經(jīng)濟(jì)，合理的數(shù)值分級(jí)制度。

2、統(tǒng)一性、互換性

一種產(chǎn)品或者零部件往往多人設(shè)計(jì)或者多處制造，而產(chǎn)品的參數(shù)可能會(huì)影響到其他地方，如沒有統(tǒng)一選用的優(yōu)先數(shù)準(zhǔn)則，則會(huì)造成同一種產(chǎn)品型號(hào)過多，參數(shù)過于雜亂，在制訂標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定各種參數(shù)的協(xié)商中，優(yōu)先數(shù)系應(yīng)當(dāng)成為用戶和制造廠之間或各有關(guān)單位之間的共同遵循的準(zhǔn)則，以便在無偏見的基礎(chǔ)上達(dá)到一致。

3、具有廣泛的適應(yīng)性

優(yōu)先數(shù)中包含有各種不同公比的系列，因而可以滿足較密和較疏的分級(jí)要求。在參數(shù)范圍很寬時(shí)，根據(jù)情況可分段選用最合適的基本系列，以復(fù)合系列的形式來組成最佳系列。

4、簡單、易記、計(jì)算方便

優(yōu)先數(shù)系是十進(jìn)等比數(shù)列，其中包含10的所有整數(shù)冪。只要記住一個(gè)十進(jìn)段內(nèi)的數(shù)值，其他的十進(jìn)段內(nèi)的數(shù)值可由小數(shù)點(diǎn)的移位得到。

在電子行業(yè)準(zhǔn)備定義自己的優(yōu)先數(shù)的時(shí)候，其實(shí)已經(jīng)有不少國家的廠家已經(jīng)采用了圖片的這組優(yōu)先數(shù)。

1948年IEC第12技術(shù)委員會(huì)(無線電通訊)在斯德哥爾摩會(huì)議討論過程中，一致同意國際標(biāo)準(zhǔn)化最緊迫的課題之一就是電阻器和0.1uF以下電容器的優(yōu)先數(shù)系列。當(dāng)時(shí)他們想推行R5、R10、R20、R40和R80這套優(yōu)先數(shù)。但是發(fā)現(xiàn)，對(duì)于采用了已經(jīng)采用了數(shù)系圖片的這些國家中要改變商業(yè)慣例是不切合實(shí)際的事情。

雖然采用圖片數(shù)系更符合ISO的慣例，但考慮到現(xiàn)實(shí)情況，委員會(huì)不得不選擇圖片數(shù)系。

優(yōu)先數(shù)E6、E12和E24系列提案是1950年在巴黎會(huì)議上被接受的，隨后發(fā)布了IEC 63號(hào)標(biāo)準(zhǔn)(第一版)。

E系列是一種由幾何級(jí)數(shù)構(gòu)成的數(shù)列。E系列首先在英國的電工工業(yè)中應(yīng)用，故采用Electricity的第一個(gè)字母E標(biāo)志這一系列，它是以

為公比的幾何級(jí)數(shù)，分別稱為E6系列、E12系列、E24系列、E48系列、E96系列、E192系列。即：

--E6系列的公比為 6√10≈1.47

E6的數(shù)列：

（是不是很熟悉啊？）

--E12系列的公比12√10≈1.21

--E24系列的公比為24√10≈1.10

--E48系列的公比為48√10≈1.049

--E96系列的公比為96√10≈1.024

--E192系列的公比為192√10≈1.012

E系列由國際電工委員會(huì)（IEC）于1952年發(fā)布為國際標(biāo)準(zhǔn)，該系列適用于電子元件方面。如：

--E6系列適用于允差±20%(M)的電阻、電容和電感數(shù)值

--E12系列適用于允差±10%(K)的電阻、電容和電感數(shù)值

--E24系列適用于允差±5%(J)的電阻、電容和電感數(shù)值（注：現(xiàn)也用于1%的電阻）

--E48系列適用于允差±2%(G)的電阻數(shù)值

--E96系列適用于允差±1%(F)的電阻數(shù)值

--E192系列適用于允差±0.5%(D)的電阻和電容器數(shù)值

電阻可以做到比較高的精度，1%甚至0.1%所以電阻的阻值相對(duì)比較豐富。

但是電容、電感的精度比較低。多以E6往往就已經(jīng)滿足了使用的需求。因?yàn)楦隳敲炊嘭S富的選值，其實(shí)也達(dá)不到預(yù)期效果。誤差的跨度，已經(jīng)超過了優(yōu)先數(shù)之間的間隔。另外更應(yīng)用場景的精度需求程度也有關(guān)系，電阻在電壓反饋、有源濾波器的場景下，需要電阻相對(duì)精準(zhǔn)，且阻值豐富。但是電容的這種需求非常少。電感在LC有源濾波器的場景也有類似需求，因?yàn)橛昧可偻捎枚ㄖ频姆绞浇鉀Q了。如下圖，為某器件銷售網(wǎng)站的電容容差選項(xiàng)。

這就解釋了你的電容為什么數(shù)值選項(xiàng)就那么幾種了。

審核編輯 黃宇