做為無源器件,其實還有兩個,其中一個是電容另一個是電感。
咱們今天來說說電容,關于電容首先通過字面理解,電容是一個容器,而這個容器是存儲電荷的。
那麼就會出現幾個問題:
第一個:電容是怎麼進行存儲電荷的?
第二個:電容的分類是什麼?
第三個:電容在電路中的作用?
先來看第一個,首先電容是通過兩個導電的極闆中間由絕緣物質隔離所形成的的。如圖所示:
其中電容器是在給定的電位差的情況下存儲電荷,我們可以發現上圖所示的,其中電容的一個引腳接正極而另一個引腳接負極,其中由于電源存在一個有正相負的電位差,所以電容器與電池一樣都是存儲電荷的,所以會因為這個電位差而進行存儲電荷。
其中電容是我們靜電學所研究的一個物理特性,在之前我們寫過一篇文章是關于電荷與電子的,在那篇文章中我們提出其電荷單位為庫侖。
那麼什麼地方有電容呢?
其實很多地方都存在電容,比如天空與大地如果将天空和大地比喻為極闆的話,那麼其空氣就為絕緣體。而閃電恰恰就是擊穿空氣所産生的。
那麼有同學肯定會說,既然什麼都可以為電容器,那麼我手中拿的電容器其絕緣物質是什麼?如圖所示:
首先,我們先說這是什麼電容,這個叫做電容電容,使我們日常電路設計中經常遇到的濾波電容、升壓電容、諧振電容等等。
如果說其絕緣介質的話還真的不好說,因為電解電容分為钽電解電容和電解電容。
其中钽電解電容是由金屬钽制成的,所以金屬钽為钽電解電容的絕緣物質。而這位同學手中拿的是一個普通的電解電容,所以其絕緣物質為金屬箔的絕緣氧化層,一般為氧化鋁。
那麼為什麼電容有這麼多的絕緣物質所構成,其中又有什麼作用呢?
首先要說明,電容器在傳感器中也有應用,比如航空燃油表。那麼這就要歸功于一個叫做介電常數的一個哥們,這個哥們可以決定每一個物質的導電性能與絕緣性能。下面我們來看一個表:如表所示:
這個表中列舉了幾乎上是所有材料的介電常數,大家可以通過下列的公式計算,各種不同絕緣材料的電容容值。
介質的介電常數越大,被電極化的程度越明顯,電容越大;導體極闆的橫截面越大,電容越大;導體極闆間距越小,同樣的電壓下電場強度越大,電介質被極化程度越明顯,電容越大。
電容在電路中的作用
好了關于電容器的基本原理就到這裡,最後我們說一下電容在電路中的作用:
1、 濾波電容:它接在直流電壓的正負極之間,以濾除直流電源中不需要的交流成分,使直流電平滑,通常采用大容量的電解電容,也可以在電路中同時并接其它類型的小容量電容以濾除高頻交流電。
2、退耦電容:并接于放大電路的電源正負極之間,防止由電源内阻形成的正反饋而引起的寄生振蕩。
3、旁路電容:在交直流信号的電路中,将電容并接在電阻兩端或由電路的某點跨接到公共電位上,為交流信号或脈沖信号設置一條通路,避免交流信号成分因通過電阻産生壓降衰減。
4、耦合電容:在交流信号處理電路中,用于連接信号源和信号處理電路或者作為兩放大器的級間連接,用于隔斷直流,讓交流信号或脈沖信号通過,使前後級放大電路的直流工作點互不影響。
5、調諧電容:連接在諧振電路的振蕩線圈兩端,起到選擇振蕩頻率的作用。
6、襯墊電容:與諧振電路主電容串聯的輔助性電容,調整它可使振蕩信号頻率範圍變小,并能顯著地提高低頻端的振蕩頻率。
7、補償電容:與諧振電路主電容并聯的輔助性電容,調整該電容能使振蕩信号頻率範圍擴大。
8、中和電容:并接在三極管放大器的基極與發射極之間,構成負反饋網絡,以抑制三極管極間電容造成的自激振蕩。
9、穩頻電容:在振蕩電路中,起穩定振蕩頻率的作用。
10、定時電容:在RC時間常數電路中與電阻R串聯,共同決定充放電時間長短的電容。
那麼電容究竟有多少種,每種的特點又是什麼呢?又具有什麼特點呢?請看下節:電容的分類。
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