介绍了电容器

电容器是什么?

电容器也被称为冷凝器。这是一个无源组件,如电阻。电容器通常用来储存电荷。在电容器中,电荷以“电场”的形式储存。电容器在许多电气和电子电路中起着重要的作用。

电容器

一般来说,一个电容器有两个平行的金属板,它们并不相互连接。电容器中的两个极板由非导电介质(绝缘介质)隔开,这种介质通常称为绝缘介质介质

有不同类型和不同形状的电容器可用,从非常小的电容器用于谐振电路,大的电容器用于稳定高压直流线路。但是所有的电容器都在做同样的工作来储存电荷。

电容器的形状有矩形、方形、圆形、圆柱形或球形。与电阻器不同,理想的电容器不耗散能量。由于不同类型的电容器可用不同的符号来表示它们,如下所示。

电容器符号

为什么电容器很重要?

电容器有很多特性,比如

  1. 它们可以储存能量,并在需要的时候将能量消耗到电路中。
  2. 它们可以阻止DC并允许AC流过它,这可以与另一个耦合电路的一部分。
  3. 具有电容器的电路取决于频率,因此可用于放大某些频率。
  4. 由于电容器在涂有AC输入时,电流导致电压,因此在电源应用中,它增加了支付负载功率并使其更经济。
  5. 它允许高频,所以它可以被用作过滤器,既可以过滤低频,也可以收集高频。
  6. 由于电容的电抗与频率成反比关系,可用于增加或减少某一频率下的电路阻抗,也可作为滤波器。

同样地,电容器在AC或DC电路中使用时,电容器具有许多性质,因此它们在电气和电子电路中起重要作用。

电容器的构造

如前所述,有不同类型的电容器。这些不同的类型将具有不同类型的结构。平行板电容器是最简单的电容器。让我们了解这个电容器的结构。

它由两个用距离分开的金属板组成。这两个板之间的空间填充有介电材料。电容器的两个引线取自这两个板。

电容器的电容取决于板的板和板面积之间的距离。可以通过改变任何这些参数来改变电容值。

可变电容器可以通过使其中一块板固定而另一块板移动来构造。

电容器的电介质

电介质作为两板之间的绝缘材料。电介质可以是任何非导电材料,如陶瓷、蜡纸、云母、塑料或某种形式的液体凝胶。

电介质在决定电容值时也起着重要作用。当电介质被引入电容器的两板之间时,它的值就会增加。

不同的介电材料将具有不同的介电常数,但是该值> 1。

下表为每个介电材料提供介电常数的值

表格

电介质可以有两种类型

  1. 极性电介质:这些电介质将有永久的介电运动
  2. 非极性电介质:这些将具有临时电介质时刻。将它们放在电场中,它们可以用偶极矩诱导。
复介电常数

介电材料的相对介电常数(εr)与自由空间介电常数(εo)的乘积称为介电材料的“复介电常数”或“实际介电常数”。复介电常数的表达式如下:

ε = ε0 * εr

复杂介电常数的值始终等于相对介电常数,因为自由空间的介电常数等于“一个”。介电常数或复介电常数的值从一个介电材料变化到另一个电介质材料。

普通介质材料的复介电常数(ε)的一些标准值是:空气= 1.0005,纯真空= 1.0000,云母= 5 ~ 7,纸= 2.5 ~ 3.5,木材= 3 ~ 8,玻璃= 3 ~ 10,金属氧化物粉末= 6 ~ 20等。

电容器根据其绝缘或介电材料的性质和特性可分为以下几种

  1. 高稳定性和低损耗电容器 - 云母,低k陶瓷和聚苯乙烯电容器是这种类型的示例。
  2. 中等稳定和中等损耗的电容器-纸,塑料薄膜,和高k陶瓷电容器是这种类型的例子。
  3. 偏振电容器 - 这种类型的电容器示例是电解的,钽。

在职的

如前所述,电容器是由由电介质隔开的两个导体组成的,当两个导体之间有任何电位差时,电势就发展起来了。这导致电容器充放电。

让我们以实际的方式理解这一点。当电容器连接到电池(直流电源),电流开始流过电路。

因此,负电荷累积在一个板上,并且积极电荷累积在另一板上。该过程连续,直到电容电压达到电源电压。

当充电电压等于供电电压时,即使连接了电池,电容器也停止继续充电。当电池被移除时,两块极板将会累积正负电荷。这样电荷就储存在电容器中。

但是,当电源电压来自交流源时,它会连续收取和放电。充电和放电速率取决于源的频率。

例子

工作可以通过这里的简单例子来理解。下面电路显示两个开关A和b。当开关1闭合时,电流开始从电池流向电容。当电容器电压达到供电电压时,它停止进一步充电。

电容器充电

现在将开关连接到位置B.现在您可以观察LED开始发光,并且电容器放电时,这种缓慢消失。

卸货

电容器的电容由

c =kεa/ d

C =ε4π/ d

C = εo * εr (A/d)

在那里,

C - 电容器的电容

A -板块之间的面积

D - 两块板之间的距离

ε - 自由空间的介电常数

εr -相对介电常数。

K -介电常数

电容器的电容

电容是电容器的属性,它定义了储存在里面的最大电荷量。它在自然界中无处不在。

电容的大小取决于电容器的形状。电容可以通过导体的几何形状和介电材料的性质来计算。让我们看看平行板电容器的电容。

电容定义为两个极板上的电荷(Q)与它们之间的电位差(V)的比值,

c = q / v,

因此可以获得电流作为

i(t)= c [d(v)/ d(t)]

这可以表达Farads(F),它以英语物理学家Michael Faraday命名。

由上述定义可以看出,电容与电荷Q成正比,与电压V成反比。

电容器的电容可以通过增加极板的数量来增加,这有助于保持电容器的相同尺寸。在这里,板块的面积增加了。

电容标准单位

由于法拉值一般比较高,电容可用微法拉(uF)、纳米法拉(nF)、皮法拉(PF)等电容实时亚单位来表示。

为了便于计算,以下标准单位(SI)前缀涵盖了大多数电气和电子应用,

  • −3 F = 1000 μF = 1000000 nF
  • 1 μF(微法拉)=10−6 F = 1000 nF = 1000000 pF
  • 1 nF(纳米法拉)= 10−9 F = 1000 pF
  • 1 pf(picofarad)= 10-12 f

要将μF转换为NF或PF或宽范围的其他单元,反之亦然,我们需要使用电容单元转换器。

电容额定电压

这不是电容器充电时的电压,而是电容器能安全运行时的最大电压。这种电压称为工作电压(WV)或直流工作电压(DC-WV)。下图显示了电容器的额定电压。

DSC01111.

如果电容器施加的电压大于这个电压,它可能会由于介质击穿而在两板之间产生电弧而损坏。

在设计带有电容器的电路时,应注意电容器的额定电压要大于电路中使用的电压。例如,如果电路工作电压为12V,则有必要选择额定电压为12V或以上的电容器。

电容的工作电压取决于电容板之间使用的介质材料、介质厚度以及所使用的电路类型等因素。

16回应

    1. @Kavi如果您使用的是Safari,您可以轻松地保存PDF中的文章。Safari有一个名为“读者”的功能。您可以以读取器模式查看文章(Mac或View-> Show Reader菜单上的Shift + CMD + R)并将其保存在PDF中。虽然您处于读者模式时,请打印文章,如果您使用Mac,您将看到“另存为PDF ...”选项。我不确定Windows上是否存在此选项。

  1. 最好的文章,首先我想说,感谢你发布这么精彩的文章。你能在设计任何电路时解释我如何在设计时选择电容值?当您解释如何选择特定应用的额定电压电容器时,就像那样,您可以告诉我如何在电路中选择电容值的特定值。

  2. 真正的evry用充分地了解Eveven一个可怜的STDT直接知道肢体PT。
    非常感谢你举办这次聚会。

  3. 我正在将12V施加到电容器上,电容器应该选择我的意思是1UF / 25V或10UF / 25V
    我如何计算电容

  4. 非常有趣的阅读,也会喜欢得到所有这些电子元件的电子书列出。欧宝娱乐可靠吗

  5. 先生/女士,祝贺您发布了如此精彩的消息。
    您是如何识别电容器的值的

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