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电容器的容量大小与什么有关?为什么?

2021-7-18 20:35| 编辑:电工学习网| 查看: 603| 评论: 0

    电容器器件种类繁多,包括现在的贴片电容器等,但它的基本结构都是由二片金属,中间用绝缘介质隔开做成的,所以电容器容量大小与金属面的面积有关,即面积越大则容量越大;其次与组成电容器的介质材料有关,不同介质材料的电容器,其电容量不同,这种特性材料我们仅仅只要知道即可,一般电容器生产厂家非常清楚。

    再者,与组成电容器的金属、介质、金属的极板间距有关。例如一种由铝材料组成的由空气为介质的可变电容器,它的容量就比较大(为2×365pF)。并且这种结构的电容器的承受电压比较高。见下图所示

    电容器是由绝缘体(电介质)分隔开的两个导体(电极)的组合。电容器是具有充放电能量的一种电子元器件;它可以用来容纳和存储电荷的装置。

    ★电容器也是电子元器件之一,属于一种基本元件。顾名思义,“容”是容器,容器是一种可以储存东西,电容器是储存电荷的容器,简称电容,常用英语字母“C”表示。那么能够储存电荷的数量的本领叫电容量。电容量的表示单位是“法拉”,,简称“法”,用字母“F”表示。但实际应用中由于“法拉”这一单位实在是太大了,正常使用中人们习惯性用的单位比法拉要小很多,如“微法”(μf)和“微微法”(pF)。其换算关系如下:

    1F(法拉)=1000000μF(微法)=10⁶μF(微法)

    1μF(微法)=1000000pF(微微法)=10⁶μF(微微法)

    电容器具有储存电荷能力特性:电容器中所充电的电荷会自动储存在电容器中,只要外部电路中不存在让电容器放电的条件,电荷就一直会储存在电容器中。不过这是一种理论上的条件,事实上由于组成电容器的材料和电容器所处环境,由于空气湿度存在水份,所以电容器也会自然环境中慢慢的放电,而将电荷失去部分。

    ★电容器的特性正好与电感恰恰相反,对于交流电的阻力却很小。这种阻力叫做“容抗”。容抗是指交流电能够通过电容器,但是电容器极板上所带电荷容抗虽然很小,但它还是对定向移动的电荷具有阻碍作用,物理学上把这种阻碍作用称为容抗,用字母Xc表示。

    Xc=1/2πfC

    式中的2π为常数,计算时用2×3.14=6.28;

    f为交流电源的频率,单位为赫兹(Hz);

    C为电容器的容量,单位为法拉(F)。

    从容抗计算公式中可以看出来,由于直流电的频率为零,所以它的容抗为无穷大∝,故,直流电是不能通过电容器的。电子电路中常利用电容器的这种特性来隔断直流电,而让交流电(交流信号)通过。构成各种类型滤波器,来分离高频和低频信号。

    ★电容器充电后,极板所带电量用q表示,它与施加在极板两端的电压U的大小成正比,即q=CU。式中的比例常数C就是电容器的电容量。也可以改写为C=q/U。所以电容量也可以说是在单位电压下,极板上所带电量的大小。在上面的两个式子中,电量q的单位是库,电压你的单位是伏,电容量C为法拉。

    电容在串、并联时,计算总电容的公式正好与电阻串、 并联时的计算公式相反。在电容并联时,总电容为各并联电容之和,即总电容为:

    C = C ₁+ C₂ + C ₃+ ……

    在电容器串联时,总电容的倒数等于各串联电容倒数之和,

    即1/C=1/C₁+1/C₂+1/C₃+……。

    ★电容器品种繁多,常见的有无极性电容和有极性电容器。无极性电容常见有云母电容、涤纶电容、玻璃釉电容、瓷介电容、、纸介电容和色环电容等。有极性电容也称为电解电容器;它具有正负极之分。无极性电容串联不存在极性可以随意连接,但电解电容器串联必须将电容的正负极进行连接,否则就可能损坏串联的电解电容器。不同材料组成的电容器其耐压值也特别重要,在使用更换它时,除体积之外一定要考虑用耐压值高的替换耐压值低的,不然容易引起过电压造成电容器炸裂损坏。

    ★最后说一说电容器的基本作用

    ①隔直通交;即可以顺利通过交流信号阻断直流信号通过。

    ②耦合电容器;在电子信号放大器中,作为上一级传递至下一级放大电路的桥梁作用。

    ③旁路电容;电路中如果需要从信号中去除某一频率段的信号,常用于高频电路中。

    ④滤波电容;电容C用在滤波电路中,在电源滤波和各种滤波电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频率的信号在电路中去除。

    ⑤谐振电容;用在信号中并联或串联电路中,产生谐振,进行变频、或者选频。

    ⑥退耦电容;电容器在多级放大器的直流电源中使用,消除每级放大器之间的有害低频交连。

    ⑦中和电容;这种电容容量不大(1 ~ 10 p)在收音机高频与中频,上下级之间交链处串联,以消除自激。

    ⑧定时电容;通过可变电阻器调节,改变电容充放电时间,来控制放大电路的时间常数。

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