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电容的结构和特性

2015-1-29 15:19| 编辑:电工学习网| 查看: 4676| 评论: 0

给导体加电位,导体就带上电荷。但对于相同的电位,导体容纳电荷的数量却因它本身结构的不同而不同。导体能够容纳电荷的能力称为电容。 通常,某导体容纳的电荷Q(库仑)与它的电位V(伏特,相对于大地)成正比,即有, 所以,C就是该导体的电容量。电容的单位是法拉(F), 

图1 电容器的结构和符号

如图1(a)所示,在两块平行的金属板之间插入绝缘介质,且引出电极就成为了电容器。它的电路符号见图1(b)所示,分别为有极性电容和无极性电容。

若给电容器充电,电容器的两极板上就会积累电荷。如图2(a)所示为给电容量为C的电容器以恒定电流强 度I充电示意图。假设电容器初始不带电荷,即它两端的初始电压等于零。我们回忆电流的定义:电荷在导体内流动形成了电流,单位时间内流过导体横截面的电荷 量称为电流强度,即有,则,又因在电容器中有,故,所以

即电容量为C的电容器在恒定电流强度I的作用下,两端电压V随时间t线性上升,上升曲线如图2(b)所示。

图2 给电容器恒流充电

电容器两端的电压越高则所容纳的电荷就越多,即储能就越大。但电容器两极板间绝缘介质的耐电强度是有限的,若两极板间的电场强度太高,就可能将绝缘介质击穿,从而使电容器短路。因此在应用中要兼顾电容器的耐压。

结论:电容器在电路中有容纳电荷的作用,也即存储能量的作用。电容器存储能量是需要时间的,因此电容器两端电压不能突变。且电容量越大,可存储的能量就越多。电容器最重的两个参数是它的电容量和耐压。

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