电子电路知识从零开始:电容

电子电路知识从零开始:电容

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电容器(capacitor),是一种容纳电荷的器件,是电子设备中大量使用的电子元件之一,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路,能量转换,控制等方面。电容器容纳电荷的本领为电容,用字母C表示。

电容

电容电容器不同。电容为基本物理量,符号C,单位为F(法拉)。通用公式C=Q/U平行板电容器专用公式:板间电场强度E=U/d ,电容电容决定式 C=εS/4πkd。

随着电子信息技术的日新月异,数码电子产品的更新换代速度越来越快,以平板电视(LCD和PDP)、 笔记本电脑、 数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长,带动了电容器产业增长。

文章有点长请耐心看完基本简介

定义:是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷,所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成[1]

电容

特点:

1.它具有充放电特性和阻止直流电流通过,允许交流电流通过的能力。

2.在充电和放电过程中,两极板上的电荷有积累过程,也即电压有建立过程,因此,电容器上的电压不能突变。

电容器的充电:两板分别带等量异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。

电容器的放电:电容器两极正负电荷通过导线中和。在放电过程中导线上有短暂的电流产生。

3.电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大小[1]。

平行板电容器的电容公式[1]:

介电常数真空εr=1,k为静电力常量,S为两板正对面积,d为两板间距离。

说明:平行板电容器内的电场是匀强电场

内部结构

2作用分析

在直流电路中,电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件,也是最常用的电子元件之一。

这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的 绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)的前提条件下的。我们知道,任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度后,物质是都可以导电的,我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见不到的,所以都是在击穿电压以下工作的,可以被当做绝缘体看。

但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的 函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的 电场,而这个电场也是随 时间变化的函数。实际上,电流是通过电场的形式在电容器间通过的。

电容器的作用:

电容

●耦合:用在耦合电路中的电容称为耦合电容,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用[2]

●滤波:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除[2]。

●退耦:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连[2]。

●高频消振:用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫[2]。

●谐振:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路[2]。

●旁路:用在旁路电路中的电容器称为旁路电容,电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号,可以使用旁路电容电路,根据所去掉信号频率不同,有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路[2]。


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