×

Search

搜索
News
新闻
资讯分类
/
/
电容器的工作原理

电容器的工作原理

  • 分类:新闻
  • 发布时间:2023-05-04 10:39
  • 访问量:

【概要描述】电容器的工作原理

电容器的工作原理

【概要描述】电容器的工作原理

  • 分类:新闻
  • 发布时间:2023-05-04 10:39
  • 访问量:
详情

几个电容器,微小的圆柱形电子元件,焊接到这块主板上。彼得达泽利/盖蒂图片社

在某种程度上,电容器有点像电池。尽管它们以完全不同的方式工作,但电容器和电池都存储电能。如果您阅读过电池工作原理,那么您就会知道电池有两个端子。在电池内部,化学反应会在一个端子上产生电子,而另一个端子会在您创建电路时吸收电子。电容器比电池简单得多,因为它不能产生新的电子——它只能储存它们。电容器之所以这样命名,是因为它具有储存能量的“能力”。

电容器有点像电池

在本文中,我们将准确了解电容器是什么、它的作用以及它在电子产品中的使用方式。

电容器可以制造用于任何用途,从计算器中最小的塑料电容器到可以为通勤巴士供电的超级电容器。以下是一些不同类型的电容器及其使用方法。

  • 空气:常用于无线电调谐电路
  • 聚酯薄膜:最常用于定时器电路,如时钟、闹钟和计数器
  • 玻璃:适用于高压应用
  • 陶瓷:用于高频用途,如天线、X 射线和 MRI 机器
  • 超级电容器:为电动和混合动力汽车提供动力

在电容器内部,端子连接到两个由非导电物质或电介质隔开的金属板。你可以很容易地用两片铝箔和一张纸(和一些电夹)制作一个电容器。就其存储容量而言,它不会是一个特别好的电容器,但它会起作用。

理论上,电介质可以是任何非导电物质。然而,对于实际应用,会使用最适合电容器功能的特定材料。云母、陶瓷、纤维素、瓷器、聚酯薄膜、聚四氟乙烯甚至空气都是使用的一些非导电材料。电介质决定了它是哪种电容器以及最适合的电容器。根据电介质的大小和类型,有些电容器更适合高频应用,而有些则更适合高压应用。

电容电路

当您将电容器连接到电池时,会发生以下情况:

  • 电容器上连接到电池负极的极板接受电池产生的电子。
  • 连接到电池正极端子的电容器上的极板会失去电子给电池。

充电后,电容器的电压与电池相同(电池上的 1.5 伏意味着电容器上的 1.5 伏)。对于小电容器,容量小。但是大电容器可以容纳相当多的电荷。您可以找到像汽水罐一样大的电容器,其容量足以点亮手电筒一分钟或更长时间。

甚至大自然也以闪电的形式显示电容器在工作。一块板是云,另一块板是地,闪电是这两个“板”之间释放的电荷。显然,这么大的电容器可以容纳巨大的电荷!

假设您像这样连接一个电容器:

该图显示了电容器如何连接到电池。

这里有一块电池、一个灯泡和一个电容器。如果电容器很大,您会注意到,当您连接电池时,灯泡会亮起,因为电流会从电池流向电容器以对其充电。一旦电容器达到其容量,灯泡将逐渐变暗并最终熄灭。如果您随后取出电池并用电线代替,电流将从电容器的一个极板流向另一个极板。灯泡最初会点亮,然后随着电容器放电而变暗,直到完全熄灭。

在下一节中,我们将更多地了解电容并详细了解电容器的不同使用方式。

像一座水塔

形象化电容器作用的一种方法是将其想象成一个挂在管道上的水塔。水塔“储存”水压——当供水系统泵产生的水量超过城镇所需的水量时,多余的水就会储存在水塔中。然后,在需求量大的时候,多余的水会从塔中流出以保持压力。电容器以相同的方式存储电子,然后可以稍后释放它们。

法拉

称为薄膜电容器的电子元件的视图。电容器是一种在电场中储存电能的装置。哈维尔扎亚斯摄影/盖蒂图片社

电容器的存储电势或电容以称为法拉的单位测量。一个 1 法拉的电容器可以在 1 伏特下存储 1 库仑 (coo-lomb) 的电荷。一个库仑是 6.25e18(6.25 * 10^18,或 62.5 亿)个电子。1安培代表每秒 1 库仑电子的电子流率,因此 1 法拉电容器可以在 1 伏特下容纳 1 安培秒的电子。

一个 1 法拉的电容器通常会非常大。它可能和一罐金枪鱼或一个 1 升汽水瓶一样大,具体取决于它可以处理的电压。因此,电容器通常以微法拉(百万分之一法拉)为单位进行测量。

要了解法拉有多大,请考虑一下:

  • 一节标准的碱性 AA电池可容纳约 2.8 安培小时。
  • 这意味着一节 AA 电池在 1.5 伏电压下可以产生 2.8 安培的电流一小时(大约 4.2 瓦时——一节 AA 电池可以点亮一个 4 瓦的白炽灯泡一个多小时)。
  • 我们称它为 1 伏,以便于计算。要将一节 AA 电池的能量储存在电容器中,您需要 3,600 * 2.8 = 10,080 法拉才能容纳它,因为安培小时等于 3,600 安培秒。

如果一罐金枪鱼罐头大小的东西可以容纳一个法拉,那么 10,080 法拉将比一节 AA 电池占用更多的空间!除非您在高压下使用电容器来存储任何大量的电能,否则这是不切实际的。

应用

电容器和电池之间的区别在于,电容器可以在几分之一秒内释放全部电荷,而电池需要几分钟才能完全放电。这就是相机上的电子闪光灯使用电容器的原因——电池会在几秒钟内为闪光灯的电容器充电,然后电容器几乎立即将全部电量转储到闪光灯管中。这会使带电的大电容器变得极其危险——闪光灯和电视都有关于打开它们的警告。它们包含大电容器,可能会因它们所含的电荷而杀死您。

电容器在电子电路中以几种不同的方式使用:

有时,电容器用于存储电荷以供高速使用。这就是闪光灯的作用。大型激光器也使用这种技术来获得非常明亮的瞬时闪光。

电容器还可以消除电波纹。如果承载直流电压的线路中有纹波或尖峰,大电容器可以通过吸收峰值和填充谷值来均衡电压。

电容器可以阻挡直流电压。如果将一个小电容器连接到电池上,那么一旦电容器充电,电池两极之间就没有电流流动。但是,任何交流 (AC) 信号都可以畅通无阻地流过电容器。那是因为电容会随着交流电的波动而充放电,从而看起来有交流电在流动。

来源:howstuffworks

关键词:

Hot news

02-18
2024
开工大吉

02-04
2024
春节放假通知

06-12
2023
MLCC 破坏性物理分析 (DPA)的相关术语

 MLCC 破坏性物理分析 (DPA)的术语

06-05
2023
管束的发展历史

本文介绍了管束的发展历史

Online service
Customer service
0592-6260835 0592-6260835
服务时间:
8:00 - 24:00
客服组:
Customer service
微信

扫码联系我们

img
wodek
本着“客户至上,诚信”的原则,坚持能用的设备,做好能用的设备
img
img

关于我们

导航

热门标签

保持联系

厦门市思诺威自动化科技有限公司 Copyright    2020 闽ICP备17020326号-3   300.cn  SEO

×