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电容认识你,你认识它吗?

2022-02-16 14:46
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做为无源器件,其实还有两个,其中一个是电容另一个是电感

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咱们今天来说说电容,关于电容首先通过字面理解,电容是一个容器,而这个容器是存储电荷的。


那么就会出现几个问题:

第一个:电容是怎么进行存储电荷的?

第二个:电容的分类是什么?

第三个:电容在电路中的作用?

先来看第一个,首先电容是通过两个导电的极板中间由绝缘物质隔离所形成的的。如图所示:

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其中电容器是在给定的电位差的情况下存储电荷,我们可以发现上图所示的,其中电容的一个引脚接正极而另一个引脚接负极,其中由于电源存在一个有正相负的电位差,所以电容器与电池一样都是存储电荷的,所以会因为这个电位差而进行存储电荷。

其中电容是我们静电学所研究的一个物理特性,在之前我们写过一篇文章是关于电荷与电子的,在那篇文章中我们提出其电荷单位为库仑。

那么什么地方有电容呢?

其实很多地方都存在电容,比如天空与大地如果将天空和大地比喻为极板的话,那么其空气就为绝缘体。而闪电恰恰就是击穿空气所产生的。

     那么有同学肯定会说,既然什么都可以为电容器,那么我手中拿的电容器其绝缘物质是什么?如图所示:

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首先,我们先说这是什么电容,这个叫做电容电容,使我们日常电路设计中经常遇到的滤波电容、升压电容、谐振电容等等。

如果说其绝缘介质的话还真的不好说,因为电解电容分为钽电解电容和电解电容。

其中钽电解电容是由金属钽制成的,所以金属钽为钽电解电容的绝缘物质。而这位同学手中拿的是一个普通的电解电容,所以其绝缘物质为金属箔的绝缘氧化层,一般为氧化铝。

那么为什么电容有这么多的绝缘物质所构成,其中又有什么作用呢?

首先要说明,电容器在传感器中也有应用,比如航空燃油表。那么这就要归功于一个叫做介电常数的一个哥们,这个哥们可以决定每一个物质的导电性能与绝缘性能。下面我们来看一个表:如表所示:

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这个表中列举了几乎上是所有材料的介电常数,大家可以通过下列的公式计算,各种不同绝缘材料的电容容值。

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介质的介电常数越大,被电极化的程度越明显,电容越大;导体极板的横截面越大,电容越大;导体极板间距越小,同样的电压下电场强度越大,电介质被极化程度越明显,电容越大。


电容在电路中的作用

好了关于电容器的基本原理就到这里,最后我们说一下电容在电路中的作用:

1、 滤波电容:它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。

2、退耦电容:并接于放大电路的电源正负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。

3、旁路电容:在交直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。

4、耦合电容:在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作为两放大器的级间连接,用于隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。

5、调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。

6、衬垫电容:与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。

7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。

8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。

9、稳频电容:在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。

10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。

那么电容究竟有多少种,每种的特点又是什么呢?又具有什么特点呢?请看下节:电容的分类。

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