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作用
在直流電路中,電容器是相當(dāng)于斷路的。電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是常用的電子元件之一。
這得從電容器的結(jié)構(gòu)上說起。簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(zhì)(包括空氣)構(gòu)成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢差),但是由于中間的絕緣物質(zhì),所以整個(gè)電容器是不導(dǎo)電的。不過,這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質(zhì)都是相對絕緣的,當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后,物質(zhì)是都可以導(dǎo)電的,我們稱這個(gè)電壓叫擊穿電壓。6V能量密度(Wh/kg)5120-240功率密度(W/kg)~10,0001,000-3,000。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。不過在中學(xué)階段,這樣的電壓在電路中是見不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當(dāng)做絕緣體看。
但是,在交流電路中,因?yàn)殡娏鞯姆较蚴请S時(shí)間成一定的函數(shù)關(guān)系變化的。而電容器充放電的過程是有時(shí)間的,這個(gè)時(shí)候,在極板間形成變化的電場,而這個(gè)電場也是隨時(shí)間變化的函數(shù)。實(shí)際上,電流是通過電場的形式在電容器間通過的。
在中學(xué)階段,有句話,就叫通交流,阻直流,說的就是電容的這個(gè)性質(zhì)。
電子設(shè)備中大量使用的電容器盤點(diǎn)
電容器,通常簡稱其容納電荷的本領(lǐng)為電容,用字母C表示。通用公式C=Q/U平行板電容器專用公式:板間電場強(qiáng)度E=U/d ,電容器電容決定式 C=εS/4πkd
定義1:電容器,顧名思義,是‘裝電的容器’,是一種容納電荷的器件。英文名稱:capacitor。電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一,廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調(diào)諧回路, 能量轉(zhuǎn)換,控制等方面。
在電源給電容器充電過程中的任一時(shí)刻,若電容器所帶電荷量為q,則電容器兩板間的電壓U=qC。充電電流必然流經(jīng)內(nèi)阻r,設(shè)內(nèi)阻r兩端的電壓為Ur,根據(jù)歐姆定律可知E電動勢=U+Ur。測試操作時(shí),先用兩表筆任意觸碰電容的兩引腳,然后調(diào)換表筆再觸碰一次,如果電容是好的,萬用表指針會向右擺動一下,隨即向左迅速返回?zé)o窮大位置。所以不難想象,圖6.12中斜直線上方的三角形面積,即為電源電動勢做功QE電動勢過程中被消耗在內(nèi)阻r上而轉(zhuǎn)變?yōu)榻苟鸁岬哪芰俊?
問題解決了!在用電源給電容器充電的過程中,只能有一半的能量被電容器儲存,必然有另一半能量消耗在回路的電阻之上。如果電容器儲存的能量很多,則消耗在回路電阻上的能量也就同樣的多。如果這部分能量全部消耗在電源的內(nèi)阻上,則對電源十分不利,這也是在充電回路中另外增加限流電阻的原因。當(dāng)所用的信號腳在最1大容量負(fù)載下同時(shí)開關(guān)時(shí),用來保持提供給器件恒定的直流電壓和電流。
至此,可能還有一個(gè)疑問:如果對電容器充電的能量利用率僅有50%,給使用電容器作為電源的電動汽車充電不是會浪費(fèi)很多電能嗎?脫離線路時(shí)檢測采用萬用表R×1k擋,在檢測前,先將電解電容的兩根引腳相碰,以便放掉電容內(nèi)殘余的電荷。要知道上面討論的是用有固定電動勢的電源給電容器充電的情況,如果給大容量電容器充電,應(yīng)該使用可變電動勢的電源,這樣可以使充電的能量利用率大大提高。
在高頻PCB板級EMC設(shè)計(jì)時(shí),電容通常被選擇作為抑制元件,因?yàn)樵诋a(chǎn)品構(gòu)成之后它們是容易安裝型的——將它們在一個(gè)接收1器中或一個(gè)PCB上的兩個(gè)終端簡單地焊接起來,通過這種方式提供一個(gè)低阻路徑去轉(zhuǎn)移噪聲電流。例如在產(chǎn)品外圍電纜的信號線和回路線之間可以放置一個(gè)電容,這樣做是為了轉(zhuǎn)移高頻噪聲電流并且防止它出現(xiàn)在外圍電纜上,否則它的輻射效率將相當(dāng)大。電容器滲漏油的后果是使浸漬劑減少,元件上部容易受潮并擊穿使電容器損壞,因此必須及時(shí)進(jìn)行修理。一個(gè)經(jīng)驗(yàn)法則是:對于轉(zhuǎn)移噪聲電流。