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芒果体育什么是电容?为什么电容器很重要?

作者:小编    发布时间:2023-09-24 19:19:20    浏览量:

  芒果体育。电容器一般用于储存电荷。在电容器中,电荷以“电场”的形式存储。电容器在许多

  通常,电容器有两个相互不连接的平行金属板。电容器中的两个极板由非导电介质(绝缘介质)隔开,这种介质通常称为电介质。

  有不同类型和不同形状的电容器可用,从用于谐振电路的非常小的电容器到用于稳定 HVDC线路的大电容器。但是所有的电容器都在做同样的工作,即储存电荷。

  电容器的形状有长方形、正方形、圆形、圆柱形或球形。与电阻器不同,理想电容器不会耗散能量。由于可以使用不同类型的电容器,因此可以使用不同的符号来表示它们,如下所示。

芒果体育什么是电容?为什么电容器很重要?(图1)

  同样,电容器在交流或直流电路中使用时表现出许多特性,因此它们在电气和电子电路中起着重要作用。

  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构造。平行板电容器是最简单的电容器。让我们了解一下这个电容器的结构。

  它由两块相隔一定距离的金属板组成。这两块板之间的空间填充有介电材料。电容器的两条引线取自这两个板。

  电容器的电容取决于极板之间的距离和极板的面积。可以通过改变这些参数中的任何一个来改变电容值。

  电介质充当板之间的绝缘材料。电介质可以是任何非导电材料,例如陶瓷、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方面也起着重要作用。随着电介质引入电容器的极板之间,其值增加。

芒果体育什么是电容?为什么电容器很重要?(图2)

  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,

  复介电常数的值将始终等于相对介电常数,因为自由空间的介电常数等于“1”。介电常数或复介电常数的值因一种介电材料而异。

  常见介电材料的复介电常数 (ε) 的一些标准值是空气 = 1.0005、纯线、木材 = 3 至 8、玻璃 = 3 至 10 和金属氧化物粉末= 6 到 20 等等

  如前所述,电容器由两个被电介质隔开的导体组成,当两个导体之间存在任何电位差时,就会产生电势。这会导致电容器充电和放电。

  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)时,电流开始流过电路。

  因此负电荷积聚在一个板上,正电荷积聚在另一板上。这个过程一直持续到电容器电压达到电源电压为止。

  当充电电压等于电源电压时,即使连接了电池,电容器也会停止进一步充电。当电池被移除时,两个极板将积累正电荷和负电荷。因此,电荷存储在电容器中。

  但是当电源电压来自交流电源时,它会连续充电和放电。充电和放电的速率取决于电源的频率。

  可以使用此处的简单示例来理解工作。下面的电路显示了两个开关A 和 B。当开关 1 闭合时,电流开始从电池流向电容器。当电容器电压达到电源电压时,它停止进一步充电。

芒果体育什么是电容?为什么电容器很重要?(图3)

  现在将开关连接到位置 B。现在您可以观察到LED开始发光,并随着电容器放电而慢慢熄灭。

芒果体育什么是电容?为什么电容器很重要?(图4)

  电容是电容器的特性,它定义了电容器中存储的最大电荷量。它在自然界中无处不在。

  电容可能会因电容器的形状而异。可以使用导体的几何形状和介电材料属性来计算电容。让我们看看平行板电容器的电容。

  这可以用法拉(F)来表示,它是以英国物理学家迈克尔·法拉第的名字命名的芒果体育。

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

  通常法拉是一个很高的值,因此,电容实时表示为电容器的子单位,例如微法拉(uF),纳法拉(nF)和皮法拉(PF)。

  要将 µF 转换为 nF 或 pF 或转换为各种其他单位,反之亦然,我们需要使用电容单位转换器。

  这不是电容器充电之前的电压,而是电容器可以安全运行的最大电压。该电压称为工作电压(WV)或直流工作电压(DC-WV)。下图显示了电容器的额定电压。

芒果体育什么是电容?为什么电容器很重要?(图5)

  如果电容器被施加大于该电压的电压,则可能由于介电击穿而在极板之间产生电弧而损坏电容器。

  在设计带有电容器的电路时,应注意电容器的额定电压大于电路中使用的电压。例如电路工作电压为12V,则需要选用额定电压为12V或以上的电容。

  电容器的工作电压取决于电容器极板之间使用的介电材料、介电厚度以及所使用的电路类型等因素。

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