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    電容的含義及應用說明
    添加時間:2021-7-27 來源:網絡收集

    電容的含義及應用說明

    關電容的知識,什么是電容,電容(或電容量)指在給定電位差下的電荷儲藏量,介紹了電容與電池容量的關系,以及電容的公式,一起來了解下

    什么是電容

    電容(或電容量, Capacitance)指在給定電位差下的電荷儲藏量;記為C,國際單位是法拉(F)。

    一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當導體之間有了介質,則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上;造成電荷的累積儲存,最常見的例子就是兩片平行金屬板。也是電容器的俗稱。

    電容(或稱電容量)是表現電容器容納電荷本領的物理量。我們把電容器的兩極板間的電勢差增加1伏所需的電量,叫做電容器的電容。

    電容器從物理學上講,它是一種靜態電荷存儲介質(就像一只水桶一樣,你可以把電荷充存進去,在沒有放電回路的情況下,刨除介質漏電自放電效應(電解電容比較明顯),可能電荷會永久存在,這是它的特征,它的用途較廣,它是電子、電力領域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振、隔直流等電路中。

    在電路學里,給定電勢差,電容器儲存電荷的能力,稱為電容(capacitance),標記為C。采用國際單位制,電容的單位是法拉(farad),標記為F。

    電容的符號是C,C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U,在國際單位制里,電容的單位是法拉,簡稱法,符號是F,由于法拉單位太大,所以常用電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,其換算關系為:1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)1微法(μF)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)。

    電容與電池容量的關系:

    1伏安時=1瓦時=3600焦耳w=0.5cuu比如一個超級電容標稱電壓2.3伏,電容量3200F,它充滿電后可攜帶的能量為:0.5*3200*2.3*2.3=8464焦耳。

    電容公式:

    一個電容器如果帶1庫的電量時兩級間的電勢差是1伏,這個電容器的電容就是1法,即:C=Q/U 但電容的大小不是由Q(帶電量)或U(電壓)決定的,即:C=εS/4πkd 。

    其中,ε是一個常數,S為電容極板的正對面積,d為電容極板的距離, k則是靜電力常量。常見的平行板電容器,電容為C=εS/d.(ε為極板間介質的介電常數,S為極板面積,d為極板間的距離。)

    定義式:C=Q/U

    電容器的電勢能計算公式:E=CU^2/2=QU/2=Q^2/2C

    多電容器并聯計算公式:C=C1 C2 C3 … Cn

    多電容器串聯計算公式:1/C=1/C1 1/C2 … 1/Cn

    三電容器串聯:C=(C1*C2*C3)/(C1*C2 C2*C3 C1*C3)

    電容是指容納電場的能力。任何靜電場都是由許多個電容組成,有靜電場就有電容,電容是用靜電場描述的。

    一般認為孤立導體與無窮遠處構成電容,導體接地等效于接到無窮遠處,并與大地連接成整體。

    實際應用

    電子制作中需要用到各種各樣的電容器,它們在電路中分別起著不同的作用。與電阻器相似,通常簡稱其為電容,用字母C表示。顧名思義,電容器就是“儲存電荷的容器”。盡管電容器品種繁多,但它們的基本結構和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(固體、氣體或液體)所隔開,就構成了電容器。兩片金屬稱為極板,中間的物質叫做介質。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見的是固定容量的電容,最多見的是電解電容和瓷片電容。

    不同的電容器儲存電荷的能力也不相同。規定把電容器外加1伏特直流電壓時所儲存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F)。但實際上,法拉是一個很不常用的單位,因為電容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,它們的關系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)

    在電子線路中,電容用來通過交流而阻隔直流,也用來存儲和釋放電荷以充當濾波器,平滑輸出脈動信號。小容量的電容,通常在高頻電路中使用,如收音機、發射機和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷用。而且還有一個特點,一般1μF以上的電容均為電解電容,而1μF以下的電容多為瓷片電容,當然也有其他的,比如獨石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容有個鋁殼,里面充滿了電解質,并引出兩個電極,作為正( )、負(-)極,與其它電容器不同,它們在電路中的極性不能接錯,而其他電容則沒有極性。

    把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負極上,過一會兒即使把電源斷開,兩個引腳間仍然會有殘留電壓(學了以后的教程,可以用萬用表觀察),我們說電容器儲存了電荷。電容器極板間建立起電壓,積蓄起電能,這個過程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲存的電荷向電路釋放的過程,稱為電容器的放電。

    例子,市售的整流電源在拔下插頭后,上面的發光二極管還會繼續亮一會兒,然后逐漸熄滅,就是因為里面的電容事先存儲了電能,然后釋放。當然這個電容原本是用作濾波的。至于電容濾波,不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經歷,一般低質的電源由于廠家出于節約成本考慮使用了較小容量的濾波電容,造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端并接上一個較大容量的電解電容(1000μF,注意正極接正極),一般可以改善效果。發燒友制作HiFi音響,都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波,濾波電容越大,輸出的電壓波形越接近直流,而且大電容的儲能作用,使得突發貼片電容的大信號到來時,電路有足夠的能量轉換為強勁有力的音頻輸出。這時,大電容的作用有點像水庫,使得原來洶涌的水流平滑地輸出,并可以保證下游大量用水時的供應。

    電子電路中,只有在電容器充電過程中,才有電流流過,充電過程結束后,電容器是不能通過直流電的,在電路中起著“隔直流”的作用。電路中,電容器常被用作耦合、旁路、濾波等,都是利用它“通交流,隔直流”的特性。那么交流電為什么能夠通過電容器呢?我們先來看看交流電的特點。交流電不僅方向往復交變,它的大小也在按規律變化。電容器接在交流電源上,電容器連續地充電、放電,電路中就會流過與交流電變化規律一致(相位不同)的充電電流和放電電流。

    電容器的選用涉及到很多問題。首先是耐壓的問題。

    加在一個電容器的兩端的電壓超過了它的額定電壓,電容器就會被擊穿損壞。一般電解電容的耐壓分檔為6.3V,10V,16V,25V,50V等。

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