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高中物理-電容?

兩個相互靠近的導體被壹層不導電的絕緣介質夾在中間,構成壹個電容器。當在電容器的兩個極板之間施加電壓時,電容器將存儲電荷。電容器的電容在數值上等於導電板上的電荷與兩板間電壓之比。電容器電容的基本單位是法拉(f)。在電路圖中,字母C通常用來表示容性元件。

電容在調諧、旁路、耦合和濾波等電路中起著重要作用。它用於晶體管收音機的調諧電路,也用於彩色電視和光纖通道的耦合電路。

隨著電子信息技術的飛速發展,數碼電子產品的更新換代速度越來越快。以平板電視(LCD和PDP)、筆記本電腦、數碼相機等產品為主的消費電子產品產銷量持續增長,帶動了電容器行業的增長。

簡介編輯

電容器是儲存電和電能(電勢能)的元件。壹個導體被另壹個導體包圍,或者壹個導體發出的電場線全部終止於另壹個導體的導電系統,這個導體叫做電容器。

平行板電容器的電容公式:

其中UA-UB是兩個平行板之間的電位差,εr是相對介電常數,K是靜電力常數,S是面對兩個板的面積,D是兩個板之間的距離。註:平行板電容器中的電場是均勻電場。[3]

電容不同於電容器。電容是基本的物理量,符號為c,單位為f(法拉)。[3]

通式C=Q/U,平行板電容器專用公式:板間電場強度e = U/d[3]

電容器主要參數編輯

(1)標稱電容是電容器上標記的電容。但是電容器的實際電容與

電容器充電過程

電容器充電過程

標稱電容有偏差,精度水平與允許誤差有對應關系。壹般電容器常用I、II、III級,電解電容器用IV、V、VI級,根據用途選擇。電解電容器的電容取決於交流電壓下工作時的阻抗,它會隨著工作頻率、溫度、電壓和測量方法的變化而變化。電容的單位是f(法)。[4]

由於電容器是壹種儲存電荷的“容器”,所以有壹個“容量”的問題。為了測量電容器儲存電荷的容量,確定了電容的物理量。電容器只能在外加電壓的作用下儲存電荷。在電壓的作用下,不同的電容器可以存儲不同的電荷。國際上統壹規定,在電容器上施加1伏的DC電壓時,它所能儲存的電荷量就是電容器的電容(即單位電壓下的電量),用字母c表示,電容的基本單位是法拉(f)。在1V的DC電壓下,如果電容器中儲存的電荷為1庫侖,電容將被定義為1法拉,用符號F表示,1F = 1Q/V。在實際應用中,電容器的電容往往比1法拉小得多,常常使用更小的單位,如毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)它們的關系是:1微法拉等於百萬分之壹法拉;1皮法等於百萬分之壹微法,即:[5]

1法拉(F)=1000毫法拉(MF);1毫法(mF)=1000微法(μf);1微法(μF)=1000納法(NF);1納法(nF)=1000皮法(PF);即:1f = 1000000μf;1μF=1000000pF .[5]

(2)額定電壓是在最低環境溫度和額定環境溫度下,能連續施加在電容器上的最高DC電壓。如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器就會被擊穿損壞。實際中,隨著溫度的升高,耐壓值會變低。[4]

(3)絕緣電阻。DC電壓加在電容器上,產生漏電流,兩者之比稱為絕緣電阻。當電容較小時,其值主要取決於電容的表面狀態;當容量大於0.1μF時,其值主要取決於介質。通常絕緣電阻越大越好。[4]

(4)虧損。在電場的作用下,單位時間內熱量所消耗的能量稱為損耗。損耗與頻率範圍、介質、電導、電容器金屬部分的電阻等有關。[4]

(5)頻率特性。隨著頻率的增加,壹般電容器的電容呈現遞減規律。當電容工作在諧振頻率以下時,它是容性的;當超過其諧振頻率時,為感性,此時不是電容而是電感。因此,壹定要避免電容在諧振頻率以上工作。[4]

動作編輯

電容器

電容器

在DC電路中,電容器相當於開路。電容器是壹種可以儲存電荷的元件,也是最常用的電子元件之壹。[6]

這得從電容的結構說起。最簡單的電容器由兩端的極板和中間的絕緣介質(包括空氣)組成。通電後,極板帶電,形成電壓(電位差),但由於中間有絕緣物質,整個電容器不導電。但是,這樣的情況是在不超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提下。我們知道任何物質都是相對絕緣的。當該物質兩端的電壓增加到壹定程度時,該物質可以導電。我們稱這個電壓為擊穿電壓。電容也不例外。當它們被分解時,它們不是絕緣體。但在中學階段,電路中是看不到這樣的電壓的,所以在擊穿電壓以下工作,可以看作絕緣體。[6]

但是,在交流電路中,由於電流的方向隨時間呈壹定的函數關系變化。電容器充放電的過程有時間。這時,在板之間形成壹個變化的電場,這個電場也是時間的函數。事實上,電流以電場的形式在電容器之間流動。[6]

電容器的作用:

●耦合:耦合電路中使用的電容稱為耦合電容,廣泛應用於阻容耦合放大器等容性耦合電路中,以阻斷DC-交流流。[6]

●濾波:濾波電路中使用的電容稱為濾波電容。這種電容電路用在電源濾波和各種濾波電路中,濾波電容從總信號中去除某個頻段的信號。[6]

●去耦:去耦電路中使用的電容稱為去耦電容,用於多級放大器的DC供電電路中,以消除各級放大器之間有害的低頻交叉連接。[6]

●高頻消振:高頻消振電路中使用的電容稱為高頻消振電容。在音頻負反饋放大器中,為了消除可能出現的高頻自激,采用了這種電容電路來消除放大器可能出現的高頻嘯叫。[6]

●諧振:LC諧振電路中使用的電容稱為諧振電容,在LC並聯和串聯諧振電路中都需要用到。[6]

●旁路:光纖通道中使用的電容稱為旁路電容。如果需要從信號中去除某壹頻帶的信號,可以使用旁路電容電路。根據被去除信號的頻率不同,有全頻域(全交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路。[6]

●中和:中和電路中使用的電容器稱為中和電容器。這種中和電容電路用於無線電高頻和中頻放大器以及電視高頻放大器中,以消除自激。[6]

●定時:定時電路中使用的電容稱為定時電容。定時電容電路用在需要通過電容充放電進行時間控制的電路中,電容起到控制時間常數大小的作用。[6]

●積分:積分電路中使用的電容稱為積分電容。在位場掃描的同步分離電路中,利用這種集成電容電路可以從場復合同步信號中提取場同步信號。[6]

●差分:差分電路中使用的電容稱為差分電容。為了在觸發電路中得到尖峰觸發信號,這個差分電容電路用來從各種(主要是矩形脈沖)信號中得到尖峰脈沖觸發信號。[6]

●補償:補償電路中使用的電容器稱為補償電容器。在卡座的低音補償電路中,這個低頻補償電容電路用來改善放音信號中的低頻信號。此外,還有壹個高頻補償電容電路。[6]

●自舉:自舉電路中使用的電容稱為自舉電容,常用於OTL功率放大器的輸出級電路中,通過正反饋來略微提高信號的正半周幅度。[6]

●分頻:分頻電路中的電容稱為分頻電容。在音箱的揚聲器分頻電路中,利用分頻電容電路使高頻揚聲器工作在高頻段,中頻揚聲器工作在中頻段,低頻揚聲器工作在低頻段。[6]

●負載電容:指與石英晶體諧振器壹起決定負載諧振頻率的有效外部電容。負載電容的常用標準值有16pF、20pF、30pF、50pF、100pF。負載電容可以根據具體情況適當調整,諧振器的工作頻率壹般可以通過調整調整到標稱值。