描述
电容是什么?
什么是电容?电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下自由电荷的储藏量,即为C,国际单位是法拉(F)。一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存电荷量则称为电容。
电容是指容纳电荷的能力。任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场就有电容,电容是用静电场描述的。一般认为:孤立导体与无穷远处构成电容,导体接地等效于接到无穷远处,并与大地连接成整体;
电容(或称电容量)是表现电容器容纳电荷本领的物理量。电容从物理学上讲,它是一种静态电荷存储介质,可能电荷会永久存在,这是它的特征,它的用途较广,它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。
电容器所带电量Q与电容器两极间的电压U的比值,叫电容器的电容。在电路学里,给定电势差,电容器储存电荷的能力,称为电容(capacitance),标记为C。采用国际单位制,电容的单位是法拉(farad),标记为F。电容的符号是C。
C=εS/d=εrS/4πkd(真空)=Q/U
注:电容是一种容纳电荷的能力,电容器是一种元器件
电容原理解读
一、基本原理(电荷异性相吸):回顾中学,库伦定理中的相关知识。
1、存在两种电荷,正电荷和负电荷。
2、同性电荷相斥,异性电荷相吸。
3、使物体带电一共有三种方式,即接触起电、摩擦起电、感应起电。 4.电荷守恒定律:在一个与外界没有电荷交换的系统内,正负电荷的代数和保持不变。
二、电容决定式解读:
1、电容容量的决定式高中公式:C=εS/4πkd 这里ε是指材料和真空介电常数的比值。 S是电容器两极板的正对面积。 d是电容器两极板之间的距离。
2、大学公式:C=εS/d 这里ε就是指材料的介电常数,介电常数是指物质保持电荷,束缚电荷的能力,真空介电常数为ε0,而且有等式ε0=1/4πk。两种公式是一样的。
a、极板间的距离越小,两极板的面积大,电容量也越大。
b、不同的介质对极板上的正负电荷间的作用的影响不同。
在金属导体构成的电路中,正电荷是固定的,电子是自由移动的,加上电源后,电子在电场的作用下沿着导线运动电容的电,电子的流入使电极板表现出负性,电子的流出使电极板表现出正性。
常用电容器介绍
1、陶瓷电容
用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适于高频电路。
2、铝电解电容
它是由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜介质。它的特点是容量大,但是漏电大、稳定性差,有正负极性,适宜用于电源滤波或者低频电路中。
3、钽电容
钽电容由金属钽做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽表面生成的氧化膜做介质,它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。可广泛用于电源滤波、旁路、去耦。用在要求较高的设备中。
电容器的主要特性
1、标称电容量:为标志在电容器上的电容量。但电容器实际电容量与标称电容量是有偏差的,精度等级与允许误差有对应关系。一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级表示容量精度,根据用途选取。电解电容器的容值,取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗,随着工作频率、温度、电压以及测量方法的变化,容值会随之变化。电容量的单位为F(法)。
电容器既然是一种储存电荷的“容器”,就有“容量”大小的问题。为了衡量电容器储存电荷的能力,确定了电容量这个物理量。电容器必须在外加电压的作用下才能储存电荷。不同的电容器在电压作用下储存的电荷量也可能不相同。国际上统一规定,给电容器外加1伏特直流电压时,它所能储存的电荷量,为该电容器的电容量(即单位电压下的电量),用字母C表示。电容量的基本单位为法拉(F)。在1伏特直流电压作用下,如果电容器储存的电荷为1库仑,电容量就被定为1法拉,法拉用符号F表示,1F=1Q/V。
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