电容|什么是电容器?

提供纯电容的设备称为电容器。电容器是一种双端储能装置,在其电场中储存能量。它可以在转向和滤波电路中找到。

它由两块相互面对的金属板组成,由空气、陶瓷、云母或纸等介电介质隔开。这些盘子里可以装电荷。

电容器

通过使两个极板彼此非常靠近并用电介质隔开,可以在极板上收集大量电荷。当电压施加于各极板上时,电源迫使一块极板带正电荷,另一块极板带负电荷。电荷在相反的极板上看到相反的电荷,并被它吸引,而不是被同一极板上的相同电荷所对抗。

电容器充电

电容的定义

电容可以定义为电容器的特性,允许电容器在其导电板上存储电荷。这取决于板的物理尺寸和分隔板的电介质的磁导率。

电容公式
电容-电容

电容器的电容变化如下:

  • 板的面积越大,电容越大。
  • 极板之间的间距越大,电容越小。
  • 分离介质的渗透率越高,电容就越大。

当向电容器端子施加电压V时,电容器中存储的电荷量q由下式给出

Q=CV

式中,C是电容器的电容,是电容器一个极板中的电荷与施加在极板之间的电压之比。

电容单位

电容的单位是法拉(F)。一法拉可以定义为电容器的电容测量值,当在电容器上施加一伏的电位差时,电容器可以在其极板上存储一库仑的电荷。电容器的单位命名是为了纪念Michel Faraday,因为他发现了电机和发电机工作的电磁感应。

电容器中的电压-电流关系

我们知道电流是电子流。微分上述方程(Q=CV)关于时间t,

dQ/dt=C。dV/dt

dQ/dt是电荷的变化率,它只是电流。因此

电流i=C。dV/dt

因此,流向电容器的电流与电容器端子上的电压变化率成正比,电容器防止该电压快速变化。但是电流可以瞬间流动。这就是为什么在电容器之前使用预充电电阻器。理想的电容器不会耗散能量,而是存储能量并将其完全传输到电路中。

商业市场上有各种类型的电容器。其中最基本的类别是固定电容器、极化电容器和可变电容器。固定电容器的端子可以互换。极化电容器具有预定义的阳极和阴极。如果互换,可能导致爆炸。

电容器类型

电容器在直流电路中充当开路开关。当在电容器上施加直流电压时,两个极板上的电荷会在短时间内积聚。在电荷积聚后,没有电流流过它,它就像一个打开的开关。

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