電容(Capacitance)亦稱作“電容量”,是指在給定電位差下的電荷儲藏量,記為C,國際單位是法拉(F)。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì),則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導(dǎo)體上,造成電荷的累積儲存,儲存的電荷量則稱為電容。電容是指容納電場的能力。
任何靜電場都是由許多個(gè)電容組成,有靜電場就有電容,電容是用靜電場描述的。一般認(rèn)為:孤立導(dǎo)體與無窮遠(yuǎn)處構(gòu)成電容,導(dǎo)體接地等效于接到無窮遠(yuǎn)處,并與大地連接成整體。
電容(或稱電容量)是表現(xiàn)電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。電容從物理學(xué)上講,它是一種靜態(tài)電荷存儲介質(zhì),可能電荷會永久存在,這是它的特征,它的用途較廣,它是電子、電力領(lǐng)域中不可缺少的電子元件。主要用于電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振、濾波、補(bǔ)償、充放電、儲能、隔直流等電路中。
電容的工作原理
電路能導(dǎo)電是因?yàn)閷?dǎo)體中的電子在電源的作用下定向移動,形成電流而“導(dǎo)電”。在這里,電源相當(dāng)于一個(gè)“抽水機(jī)”,將正極附近的電子抽到負(fù)極。正極的電子少了,離正極更遠(yuǎn)處的電子就流過來,負(fù)極多了,就流向離負(fù)極更遠(yuǎn)的地方。這樣一直循環(huán),電子就相當(dāng)于從負(fù)極出發(fā),繞電路一圈,回到正極,經(jīng)過電源,再從負(fù)極出發(fā),形成了定向移動,也就形成了持續(xù)電流。若斷路了,這個(gè)電流就不能持續(xù)下去了,也就是我們通常所說的沒有電流。
好,來看給電容充電的電路。電源還是像抽水機(jī)一樣在工作,電子就從負(fù)極一直跑(這里我不知道為什么電子會往負(fù)極板跑。),跑到電容器下面那個(gè)極板,斷了沒路了,就聚集在那里。這多電子那里來?從正極。正極的呢?從正極附近。附近的呢?從更遠(yuǎn)處……最遠(yuǎn)就是電容器的上面的極板。電子跑了,只剩帶正電的粒子,那上級板就帶正電,下級板有太多電子了,就帶負(fù)電。
由于電容的兩個(gè)極板帶有同量的異種電荷所以會產(chǎn)生同電源相反的電壓,不斷的抵消電源送來的電壓。直到電容的電壓等于電源的電壓,則充電停止,電路相當(dāng)于斷開。
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如果電源是正弦交流的話,輸出如下的波形。這里Z=R+1/jwc,得出的,以前去我一直想不明白,認(rèn)為“開始時(shí),電源電壓不斷在增大,電容充電,直到Uc=Um后,電源電壓開始減小,使得Uc》U電源電壓然后電容開始放電,方向和電源電壓相反。”波形如圖二,其實(shí)電源電壓和電流時(shí)有相位差的,所以在電源電壓下降的半周,電流I可以是付的,和濾波電路沒沖突的地方。
(加了二極管相當(dāng)于濾波電路)如果通的是正弦交流電的話,(假設(shè)電容的容量足夠大,放點(diǎn)時(shí)間長),開始的時(shí)候電源給電容充電,U達(dá)到最大Um,然后下降,于是U開始小于Uc,然后開始電容給負(fù)載供電