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电容
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何谓电容器?

发布时间:2018-05-17 16:36:25  浏览次数:

电容器(Capacitor)是两金属板之间存在绝缘介质的一种电路元件。其单位为法拉,符号为F。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。


电容器原理


•电容器包括二个电极,二个电极储存的电荷大小相等,符号相反。电极本身是导体,二个电极之间由称为绝缘体(或称为介电质)Dielectric,绝缘金属隔开。这种金属片通常用的是铝片或是铝箔,若用氧化铝来做介质的就是电解电容器。电荷会储存在电极表面,靠近介电质的部份。由于二个电极储存的电荷大小相等,符号相反,因此电容器中始终保持为电中性。

•在下图中,介电质分子因电场影响而旋转,旋转后产生反向的电场,因此抵消了部份原有的电场,这个效应称为电极化。


圖解电容器


20180517_learn-1-capacitor.jpg

【任何两个金属板(不论大小), 中间隔开(中间可为任何绝缘体), 即构成一个电容器】


20180517_learn-2-capacitor.jpg


负电荷会负相吸引,而储存在电容器中,此即电容器名称之来源电容器相关参数为电容量,储存的电量,裡面的电压,所储存的能量等,将电容器可以比拟成一个水桶,可以比较容易理解相关参数之间的关係


最重要的一个关係式为 Q=VC 或 V=Q/C


電容量 (C)

水桶直徑

儲存的電量 (Q)

儲存水量

裡面的電壓 (V)

水面高度


V=Q/C 为例,可以想像成 水桶的水面高度等于总水量除以水桶直径,如此讲很容易理解电容器各项参数之间的关係


电容器裡面储存的能量为每一个电荷上的电压,相当于水桶所储存的位能.

W=1/2 QV = 1/2 CV 2


20180517_learn-3-capacitor.jpg

【电池内部的化学物质会不断的产生正负电荷,堆积在 正负端点上】


20180517_learn-4-capacitor.jpg

【当电池接上一个电容器的瞬间,会有电流产生 (电子的流动,即为电流)】

※(此时,相当于短路)


介质种类


从介质的种类来分,电容器可以分为四种:


(1)电解电容器如铝电解电容器、钽电解电容器等。

(2)有机电容器如纸介电容器、薄膜电容器(聚丙烯膜、聚酯膜、对聚苯硫醚膜等)。

(3)无机电容器(陶瓷、云母、空气)。

(4)超级电容器(双电层电容器、赝电容器)。


乾式与湿式电解电容器的分别


•乾式 - 其实也算湿的,称为乾式的理由,只是因为它裡面的液体是容纳在湿棉纱或纸或浓厚的动子裡。所以乾式电解电容器中就没有像湿式有自由液体。

湿式 - 电解电容器中有铝箔浸在硼砂水溶液内,因为硼砂溶液是一种电解液,它作成容器中的传导面。由电解作用在铝箔表面形成一层氧化铝。氧化铝就成了铝箔和电解液之间的介电质。湿式电解电容器常常都是密封在一隻罐子裡。

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