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几张图,让你快速读懂电容

发布时间:2014-05-23 责任编辑:willwoyo

【导读】电容器是最常规的电子元件之一,本文通过简单易懂的几张图片,让你了解电容内部的工作原理和分类,以及电容的一些特点。

电容的概要

如果将一个电路比作马路的话,电荷的移动就好像车流一样。
电子形象图
道路凹凸不平的情况下,车的行驶速度虽然会减慢但还是会向目的地前进。在电路中,阻抗会产生热并发生能耗(焦耳电)。
电子
电源是在两端连接负载着E[V]电位差的装置。这与汽车利用电梯,自动地向高为t[m]的位置移动是一个道理。
电势
电容器能够储蓄电荷。将电路比作成道路的话,电容器就好比停车场。电路正端和负端必定储蓄着相同的电荷数。
               
电容器能储存多少的电荷的标准叫做电容值,电容值由(1)式所示。
由(1)式可知,①电极面积S扩大 ②电极间的距离缩短 ③使用诱电率高的材料,可增大容值。
电容的单位是SI单位系的F(法拉)。将1V电压(电位差)给予某导体,储存1C(库伦)的电荷时,电容值为1F。

电容器的工作原理
 
电容器的工作原理                  
电容器储存的电荷在开关S1为OFF,S2为ON的时候,向负载电流流动。根据电容的状态,电源电压不稳定的情况下,稳定的电灯发光。并且,1uF 的电容加10V电压的情况下,电容储备的能源为50W,为了在电源关闭的时候电容仍能有供给的能源,制作出能够1秒就可以运作起来的额定功率为50W的电子制品。

电容阻断直流电,仅可通交流电

电容不可通直流电,如果重复充电、放电,在电容中将会反复流动充电电流和放电电流。这种现象可通过电容的外观观察电流是否流经电容。[page]

电容器的分类

电容器有着各式各样的种类。如图1所示,电容器以生产材料可划分为陶瓷电容器、钽电解电容器、铝电解电容器等。特别是多层陶瓷电容器,体积虽小但容量大,经常被用于去藕、电源电压的平滑化、滤波等各种电路中。最近已成了提升手机、电视机性能所不可缺少的元件。
  
图1:电容器的分类与特点

多层陶瓷电容器的特点

陶瓷电容器如图2所示,可分为温度补偿型与高诱电型。由于各种温度条件下的静电容量变化情况各不相同,因此需要根据电容的特点来确定其用途。日本国内所采用的JIS规格、欧洲所采用的EIA规格均做出了详细的分类
・温度补偿型
温度补偿型电容器温度变化所造成的静电容量变化率较小,主要用于滤波、高频电路的耦合。当线圈与电容器被结合使用时,线圈的电感会随着温度的上升而增加,这时则可以利用负温度系数电容器来进行修正。

・高诱电型
高诱电型电容器是一种采用了介电常数较高材料的电容器,具有静电容量较高的特点。主要作为电源电路的去耦电容器或平滑电路使用。与温度补偿型电容器相比,由于温度能够造成的静电容量变化较大,因此当用于滤波器等信号电路中时需要十分注意。
图2:陶瓷电容器的温度特性与规格

多层陶瓷电容器具有良好的高频特性。与其他电容器相比,由于其具备能够减小电阻及残余电感的构造,因此在高频条件下也能保证 电容器的工作。图3、图4所示为等效电路与电感的特性。由于铝电解电容器及钽电解电容器的ESR较高,因此阻抗也就较高。但陶瓷电容器却是频率越高则阻抗 越低,这对于去藕来说非常有效,并能够发挥高性能的滤波能力。
                   
图3:电容器的等效电路
         
图4:阻抗特性


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