电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的

上传人:ni****g 文档编号:487398889 上传时间:2024-02-04 格式:DOCX 页数:8 大小:80.73KB
返回 下载 相关 举报
电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的_第1页
第1页 / 共8页
电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的_第2页
第2页 / 共8页
电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的_第3页
第3页 / 共8页
电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的_第4页
第4页 / 共8页
电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的_第5页
第5页 / 共8页
点击查看更多>>
资源描述

《电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的(8页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。

1、电容器是由两个电极及其间的介电材料构成的。介电材料是一种电介质,当被置于两块带有 等量异性电荷的平行极板间的电场中时,由于极化而在介质表面产生极化电荷,遂使束缚在 极板上的电荷相应增加,维持极板间的电位差不变。这就是电容器具有电容特征的原因。电 容器中储存的电量Q等于电容量C与电极间的电位差U的乘积。电容量与极板面积和介电 材料的介电常数成正比,与介电材料厚度(即极板间的距离)成反比。电容器利用二个导体之间的电场来储存能量,二导体所带的电荷大小相等,但符号相反。 电力电容器按用途可分为8种:并联电容器。原称移相电容器。主要用于补偿电力系统 感性负荷的无功功率,以提高功率因数,改善电压质量,降低

2、线路损耗。串联电容器。串 联于工频高压输、配电线路中,用以补偿线路的分布感抗,提高系统的静、动态稳定性,改 善线路的电压质量,加长送电距离和增大输送能力。耦合电容器。主要用于高压电力线路 的高频通信、测量、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。断路器电容器。原称 均压电容器。并联在超高压断路器断口上起均压作用,使各断口间的电压在分断过程中和断 开时均匀,并可改善断路器的灭弧特性,提高分断能力。电热电容器。用于频率为40 24000赫的电热设备系统中,以提高功率因数,改善回路的电压或频率等特性。脉冲电容 器。主要起贮能作用,用作冲击电压发生器、冲击电流发生器、断路器试验用振荡回路等基 本贮能

3、元件。直流和滤波电容器。用于高压直流装置和高压整流滤波装置中。标准电容 器。用于工频高压测量介质损耗回路中,作为标准电容或用作测量高压的电容分压装置在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑 输出脉动信号。小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。 大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1F以上的电容均为 电解电容,而igF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比如独石电容、涤纶电容、 小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正( + )、 负(-)极,与其它电容器不同,它们

4、在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。 把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍 然 会有残留电压(学了以后的教程,可以用万用表观察),我们说电容器储存了电荷。电容 器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有 一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。举一个现实生活中的例子,我们看到市售的整流电源在拔下插头后,上面的发光二极管还 会继续亮一会儿,然后逐渐熄灭,就是因为里面的电容事先存储了电能,然后释放。当然这 个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波,不知你有没有用整流电源听随身听的经历,一

5、般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容,造成耳机中有嗡嗡 声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容(loooyF,注意正极接正极), 一般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响,都要用至少1万微法以上的电容器来滤波,滤 波电容越大,输出的电压波形越接近直流,而且大电容的储能作用,使得突发的大信号到来 时,电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时,大电容的作用有点像水库,使得 原来汹涌的水流平滑地输出,并可以保证下游大量用水时的供应。电子电路中,只有在电容器充电过程中,才有电流流过,充电过程结束后,电容器是不能 通过直流电的,在电路中起着“隔直流”的作用。电路

6、中,电容器常被用作耦合、旁路、滤 波等,都是利用它“通交流,隔直流啲特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢?我们先 来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变,它的大小也在按规律变化。电容器接在 交流电源上,电容器连续地充电、放电,电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流 和放电电流。电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它 的额定电压,电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V, 10V, 16V, 25V, 50V 等.充电使电容器带电(储存电荷和电能)的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极 板带正电,另一个极板带等量的负电。

7、把电容器的一个极板接电源(如电池组)的正极,另 一个极板接电源的负极,两个极板就分别带上了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之 间就有了电场,充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。放电使充电后的电容器失去电荷(释放电荷和电能)的过程称为放电。例如,用一根导线把电容器的两极接通,两极上的电荷互相中和,电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失,电能转化为其它形式的能。般的电子电路中,常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等,这些 作用都是其充电和放电功能的演变。电容器在电路中的作用:在直流电路中,电容器是相当于断路的。电容器是一种能够 储藏电荷的元件,也

8、是最常用的电子元件之一。这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质(包 括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所 以整个电容器是不导电的。不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压) 的前提条件下的。我们知道,任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度 后,物质是都可以导电的,我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见不到的,所以都是在击穿电压以F工作的,可以被当做绝缘体看。但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化

9、的。而电容器充放电的过程是有时间的,这 个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通 过场的形式在电容器间通过的。在中学阶段,有句话,就叫通交流,阻直流,说的就是电容的这个性质。旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需 求。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗, 旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导 致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。去耦去耦,又称解耦。从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如

10、果负载 电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的 时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻 (特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种 噪声,会影响前级的正常工作,这就是所谓的“耦合”。去耦电容就是起到一个电池”的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干 扰,在电路中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的,只是旁路 电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容 一般比较

11、小,根据谐振频率一般取O.lyF、O.OlyF等;而去耦合电容的容量一般较大,可能 是10肝或者更大,依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入 信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回 电源。这应该是他们的本质区别。滤波从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实 际上超过1yF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。 有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高 频。电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容越大低频越不容易通过。具体用

12、在滤波 中,大电容(lOOOyF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作,水 塘”。由于电容的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说 电容像个水塘,不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流 的变化,频率越高,峰值电流就越大,从而缓冲了电压。滤波就是充电,放电的过程。储能储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出 端。电压额定值为40450VDC、电容值在10220 OOOgF之间的铝电解电容器(如EPCOS 公司的B43504或B43505系列以及Yadacon公司的CD135,CD1

13、36系列电容)是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10KW 的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。编辑本段基本分类1、按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器2、按电解质分类:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。3、按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。4、按制造材料的不同可以分为:瓷介电容、涤纶电容、电解电容、钽电容,还有先进的聚丙烯电容等等5、高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。6、低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝

14、电解电容器、涤纶电容器。7、滤波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。8、调谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。9、低耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。10、小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、 固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。编辑本段发展简况最原始的电容器是1745年荷兰莱顿大学P穆森布罗克发明的莱顿瓶,它是玻璃电容器 的雏形。1874年德国M.鲍尔发明云母电容器。1876年英国D.斐茨杰拉德发明纸介电容器。 1900年意大利L.隆巴迪发明瓷

15、介电容器。30年代人们发现在陶瓷中添加钛酸盐可使介电常 数成倍增长,因而制造出较便宜的瓷介电容器。1921年出现液体铝电解电容器,1938年前后 改进为由多孔纸浸渍电糊的干式铝电解电容器。1949年出现液体烧结钽电解电容器,1956 年制成固体烧结钽电解电容器。50年代初,晶体管发明后,元件向小型化方向发展。随着 混合集成电路的发展,又出现了无引线的超小型片状电容器和其他外贴电容器。编辑本段介电材料电容器所用介电材料主要为固体,可分为有机和无机两大类。根据分子结构形式,无机 介电材料有微晶离子结构、无定形结构和两者兼有的结构(如陶瓷、玻璃、云母等)。有机 介电材料主要为共价键组成的高分子结构,

16、按结构对称与否又可分为非极性(如聚丙烯、聚 苯乙烯等)和极性(聚对苯二甲酸乙二酯等)两类。电解电容器所用介质是直接生长在阳极 金属上的氧化膜,也是离子型结构。介电材料在外电场作用下会发生极化、损耗、电导和击穿等现象,它们代表着电介质的 基本特性,而这些特性又取决于组分和分子结构形式。非极性有机材料和离子结构较完善而紧密的无机材料的极化,属于快速极化类型;而极 性有机材料和结构松弛的离子晶体则属于缓慢极化类型。前者介电常数较低,损耗角正 切tg3值很小,温度、频率特性较好,且体积电阻率也较高;后者则大致相反。工程用介电 材料不是理想的电介质,具有不同程度的杂质、缺陷和不均匀性。这是产生不同的体积电阻 率PV和击穿场强Eb的原因。附表列出电容器常用介电材料的极化形式及其介电特性。编辑本段特性参数1耐压2容量标称电容量和允

展开阅读全文
相关资源
相关搜索

当前位置:首页 > 学术论文 > 其它学术论文

电脑版 |金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号