器件的構(gòu)造決定了其電氣特性。通過電解液，電荷可往返于陽極氧化層。而有限的電解液和熱變傳導性導致磁電阻損失。此外，鋁氧化物本身也會引起功率損耗，導致功率隨著頻率的增加而大幅下降。

　　所有導致電容器損耗的實物可組合成一個等效串聯(lián)電阻(ESR)。值得注意的是合成模型(如圖3所示)只能用于交流電源。RA 和RC 分別代表陽極箔和電解液接觸箔引起的頻變損耗。不要將RA和RC與有時用于DC模型中表示泄漏電流的并聯(lián)電阻器相混淆。

　　合成的總體ESR并不是一個簡單的、單值量，而是隨著頻率和溫度的變化而變化。ESR是根據(jù)頻率和溫度來測量(如圖4a所示)。電容量的情況也是一樣(如圖4b所示)，電容發(fā)生變化是因為陽極氧化物的細孔中的電解液的電阻與細孔中的電容相結(jié)合形成一個低通網(wǎng)絡。頻率高時，細孔中的電容大部分被隔離，直至只剩表面電容。低溫時，電解液傳導性降低，頻率開始發(fā)揮作用。

　　使用電解液同樣也會導致電氣特性隨著時間的變化而發(fā)生變化。即使在室溫條件下， 鋁電容器內(nèi)部的部分電解液會蒸發(fā)。由于電容器有密封箱，蒸發(fā)掉的電解液不會直接散發(fā)至空氣中，盡管如此，密封罐內(nèi)外的蒸汽濃度差仍會致使電解液透過密封箱擴散。因此，鋁電容器隨著時間會慢慢而又穩(wěn)定地消耗電解液，直至器件變干。鋁電容器的溫度越低，干燥過程就越慢，器件的使用壽命也就越長。

　　環(huán)境溫度與因電流流經(jīng)電容器時產(chǎn)生的熱度量而引起的溫升相結(jié)合決定了器件的整體溫度。器件的整體溫度與ESR成比例，且兩者對于干燥過程起著類似的影響。隨著鋁電容器中的電解液量降低，ESR會升高，原因是輸送電荷往返于陽極氧化物的電解液減少。如果電解液的降低會減少與蝕刻陽極表面接觸的機會，電容也會降低。

　　電氣特性的這些變化將最終使電路不能發(fā)揮所期望的作用，界時鋁電容器的使用壽命也就結(jié)束了。不管該器件是用于能量緩沖還是濾波，為了使其正常發(fā)揮功能，有必要計算所需(最小)電容，以及檢驗其它參數(shù)，以確保長期性的、無故障地運作。

　　選擇電路的鋁電容器的值時，通常采用以下公式計算：

　　第一個公式用于計算RC的濾波要求。值得注意是，在低溫和頻率較高時，該公式不考慮ESR的影響。同樣，在大多數(shù)情況下，R的值不明顯。例如，在整流器電橋中，其量值為相關二極管網(wǎng)絡的導通電阻。

　　第二個公式顯示了存儲在電容器中的能量(E = 1/2 CU2)與從電容器中提取出的或存儲在電容器中的功率隨著時間間隔( t . )所發(fā)生的變化之間的關系。這個公式可以用來計算出電源輸入緩沖器的最低電容，即在使用壽命結(jié)束時也必須達到的要求。注意：使用壽命結(jié)束時允許電容下降15%~30%。

　　例如， 假設電源為100W、功效為85 %、保持時間20 ms、輸入電壓為220 V ±10 % (則Ut為220 * (1 - 0.1) * sqrt(2) = 280 V)及逆向轉(zhuǎn)換器最低電壓為80 V，則第二個公式得出的電容值為66mF。但是，設計者必須對備件使用壽命結(jié)束時預計的電容降低進行評估，若降低15%，則建議將最低電容值提高至78mF。

　　有些電阻損耗所引起的熱度可以忽略不計，例如，在定時電路中， 可以根據(jù)環(huán)境溫度采用阿列紐斯(Arrhenius)的計算規(guī)則計算使用壽命。但是，對于電源中的鋁電容器而言，就不能這樣計算，因為通過電容器的“紋波”(充電/放電)電流引起的溫升不能忽略不計。因此，需要采用一些方法來說明該種溫升的作用。其中重點之一就是熱度、紋波電流與鋁電容器散熱的能力之間的關系，或者熱變電阻常以K/W為單位。

　　紋波電流引起的溫升等于熱變電阻Rth 、ESR和RMS電流的平方的乘積(T=Rth * I2*ESR)。

　　但是，廠家一般不規(guī)定ESR和熱變電阻的值， 廠家一般只為指定的頻率引用額定紋波電流(IR) 。溫度模型化是解決該問題的方法之一，但更直接的方法是對比應用環(huán)境下的熱耗散和參考環(huán)境下的熱耗散(一般氣流量為0.5 m/s)。在參考環(huán)境下，數(shù)據(jù)表一般指定紋波電流為引起限定溫升的紋波電流：例如，5℃或10℃。

　　這給出了指示電容器處理紋波電流好壞程度的質(zhì)量因數(shù)：例如，在最大額定溫度時，Vishay 鋁電容器可在規(guī)定的使用壽命內(nèi)處理由額定紋波電流導致的熱量產(chǎn)生。設計人員可使用該數(shù)值計算將由他們在應用中所期望的紋波電流導致的升溫：這將因數(shù)據(jù)手冊中發(fā)布的實際電路電流(IA) 與額定紋波電流(IR) 之間比值的平方而異。

　　當應用紋波電流的頻率與額定紋波電流的頻率不同時，這些計算會變得更加復雜。由于功耗取決于ESR，因此必須引入校正因數(shù)得出ESR 隨頻率變化的實際情況。

　　在這種情況下，通常有兩種簡化假設可提供幫助：第一，來自不同來源的紋波電流與相位無關；第二，這些電流大致為正弦曲線。然后，設計人員可使用制造商的引用電流校正因數(shù)(Kfn) 計算有效的總應用紋波電流：例如，對于Vishay 鋁電容器家族中的每個系列，數(shù)據(jù)手冊均提供了具有在各種頻率下的相關紋波電流校正因數(shù)的表。一旦使用了這些因數(shù)來推導等效的總紋波電流IA，則可將該值帶入這些計算中，從而算出溫度升高值。

　　實際上，這種復雜情況的升溫變化方式恰恰與更簡單的單頻方法相同：利用應用紋波電流與參考紋波電流之間的平方比值。區(qū)別在于該計算中使用的應用紋波電流為等效電流，如使用引用的電流校正因數(shù)所計算的。
　　
　　通過利用廣泛的測試以及長期的鋁電容器使用經(jīng)驗，Vishay 開發(fā)了一種圖形工具，該工具可顯示鋁電容器的使用壽命與影響溫度的兩大因素之間的關系(請參見圖5)。稱為使用壽命列線圖的該工具可以鋁電容器的環(huán)境溫度(Tamb) 為橫軸來繪制IA/IR 參數(shù)圖。

　　該列線圖可用于計算特定應用中的規(guī)定紋波電流額定值以及必需的使用壽命規(guī)格。對于紋波電流，起點為規(guī)定的使用壽命。該值除以數(shù)據(jù)手冊中給出的最大工作溫度時電容器的引用使用壽命。其比值為“使用壽命乘數(shù)”，然后該比值可使設計人員了解從該列線圖的哪條曲線讀數(shù)。然后，工程師必須估算預計的工作溫度，然后從該列線圖讀取相應的IA/IR 比值，以推導出需要為目標應用指定哪一紋波電流額定值。

　　同樣，計算必需的使用壽命規(guī)格需要了解預計的工作溫度及應用紋波電流。該列線圖可用于讀取必需的使用壽命乘數(shù)：所需的應用使用壽命除以該數(shù)量，等于必需的電容器使用壽命。與該列線圖結(jié)合使用的紋波電流值可通過以下多種方式獲得：通過模擬和計算，或者通過直接測量。如果設計階段使用了電路模擬器，則可使用模擬結(jié)果來獲得鋁電容器紋波電流元件的RMS 值。

　　直接近似值通常涉及了電流探針及諸如示波器等儀表的使用，這些儀表可計算所測量信號的RMS 值及頻譜。但記住，盡管將電流探針引入電路中幾乎不會改變鋁電容器中的紋波電流，但這些探針通常具有有限的低帶寬，可能無法正確測量低于100Hz 的低頻元件，這一點非常重要。而且，當電流值超出測量范圍時，有些電流探針會達到飽和，從而產(chǎn)生錯誤的讀數(shù)。

　　另一個方法是，將低電感(SMD) 電阻與鋁電容器串聯(lián)。該電阻值必須小于鋁電容器的ESR值(正常值為10m.)，以便不影響高頻元件的測量。與使用探針相比，直接在該電阻上焊接同軸電纜對測量信號的干擾更少。將電路地線(通常為輸入鋁電容器的電源相位之一)與已接地的示波器地線相連時要格外小心，這一點很重要。需要避免短路，并且必須使用隔離變壓器將鋁電容器電路與電源線隔開。

　　確定了RMS 值后，應仔細檢查，通過對來自頻率域中不同來源的主頻元件的RMS 值(注意，由于這些為RMS 值，正確的求和方法是求它們平方之和的平方根)求和來驗證這些RMS值。