此条
目 め 介 かい 绍的
是 ぜ 电子
元 もと 件 けん 。关于单位,请见“
电容 ”。
电容器 き (英文 えいぶん :capacitor ,又 また 称 たたえ 为condenser )是 ぜ 将 しょう 电能 储存在 そんざい 电场 中 なか 的 てき 被 ひ 动电子器 き 件 けん 。电容器 き 的 てき 储能特性 とくせい 可 か 以用电容 表示 ひょうじ 。在 ざい 电路 中 ちゅう 邻近的 てき 导体 之 これ 间即存在 そんざい 电容,而电容器 ようき 是 ぜ 为了增加 ぞうか 电路中 ちゅう 的 てき 电容量 りょう 而加入 かにゅう 的 てき 电子器 き 件 けん 。
电容器 き 的 てき 外 そと 型 がた 以及其构造 づくり 依 よ 其种类而不同 ふどう ,目前 もくぜん 常 つね 使用 しよう 的 てき 电容器 き 也有 やゆう 许多不同 ふどう 种类 。大 だい 部分 ぶぶん 的 てき 电容至 いたり 少 しょう 会 かい 有 ゆう 二个金属板或是金属表面的导体 ,中 ちゅう 间有介 かい 电质隔 へだた 开。导体可 か 以是金属 きんぞく 箔 はく 、薄膜 うすまく 、烧结金属 きんぞく 珠 たま 或 ある 是 ぜ 电解质 。无导电性的 てき 介 かい 电质可 か 以增加 ぞうか 电容器 き 的 てき 储电能力 のうりょく 。常 つね 见的介 かい 电质有 ゆう 玻璃 はり 、陶 とう 瓷器 、塑胶膜 まく 、纸 、云 うん 母 はは 及氧化物 ぶつ 。在 ざい 许多的 てき 电路 中 ちゅう 都会 とかい 用 よう 到 いた 电容器 き 。电容器 き 和 わ 电阻器 き 不同 ふどう ,理想 りそう 的 てき 电容器 き 不 ふ 会 かい 消耗 しょうもう 能 のう 量 りょう 。
当 とう 两个介 かい 电质隔开的导体之 の 间有电压 时,在 ざい 介 かい 电质上 うえ 会 かい 产生电场 ,因 いん 此正电荷 会 かい 集中 しゅうちゅう 在 ざい 一 いち 个导体 たい ,负电荷 に 则是在 ざい 另一个导体 たい 。电容器 き 的 てき 电容定 てい 义为累 るい 积电荷 に 和 わ 导体电压之 の 间的比 ひ 值。国 くに 际单位 い 制 せい (SI)下 しも 电容的 てき 单位是 ぜ 法 ほう 拉 ひしげ (F),定 てい 义为每 ごと 伏 ふく 特 とく 1库仑 (1 C/V)。一般电容器的电容约在1 皮 かわ 法 ほう 拉 ひしげ (pF)(10−12 F)到 いた 1 毫法拉 ひしげ (mF)(10−3 F)。电容器 き 的 てき 电容和 わ 导体的 てき 表面 ひょうめん 积成正 せい 比 ひ ,和 かず 导体之 の 间距离比反 はん 比 ひ 。实务上 じょう ,导体之 の 间的介 かい 电质会 かい 通 どおり 过微小 びしょう 的 てき 漏 も 电流 。而介电质的 てき 电场强度 きょうど 也有 やゆう 上限 じょうげん ,因 いん 此电容器 ようき 会 かい 有 ゆう 击穿电压 。而电容器 ようき 中 ちゅう 的 てき 导体及其引脚 会 かい 产生不 ふ 想 そう 要 よう 的 てき 等 とう 效 こう 串 くし 联电感 かん 及等 とう 效 こう 串 くし 联电阻 。
电容器 き 常用 じょうよう 在 ざい 电子电路 中 なか ,阻隔 そかく 直流 ちょくりゅう 电 ,让交流 こうりゅう 电可 か 以流过电容器 ようき 。在 ざい 模 かたぎ 拟滤波 は 电路中 ちゅう ,电容器 き 可 か 以使电源供 きょう 应 的 てき 输出变平滑 へいかつ 。在 ざい LC电路 中 ちゅう 电容器 き 和 わ 电感器 き 可 か 以调谐无线电 到 いた 特定 とくてい 的 てき 频率 。在 ざい 输电系 けい 统 中 ちゅう 可 か 以稳定 てい 电压及功率 りつ 的 てき 流 りゅう 动[ 1] 。在 ざい 早期 そうき 的 てき 数字 すうじ 电脑中 ちゅう ,会 かい 用 よう 电容器 き 储存能 のう 量的 りょうてき 特性 とくせい 作 さく 为动态记忆体[ 2] 。
历史上 じょう 第 だい 一个有留下记录的电容器[ 注 ちゅう 1] 由 ゆかり 克 かつ 拉 ひしげ 斯特主教 しゅきょう 在 ざい 1745年 ねん 10月 がつ 所 しょ 发明,是 ぜ 一个内外层均镀有金属膜的玻璃瓶,玻璃 はり 瓶 びん 内 ない 有 ゆう 一 いち 金属 きんぞく 杆,一端和内层的金属膜连结,另一端则连结一金属球体。借 か 由 ゆかり 在 ざい 二层金属膜中利用玻璃作为绝缘的方式,克 かつ 拉 ひしげ 斯特主教 しゅきょう 让电荷密度 みつど 出 で 现明显的提 ひさげ 升 ます 。
1746年 ねん 1月 がつ ,荷 に 兰物理学 りがく 家 か 彼 かれ 得 とく ·范·穆 きよし 森 もり 布 ぬの 罗克 也独立 どくりつ 发明了 りょう 构造非常 ひじょう 类似的 てき 电容器 き ,当 とう 时克拉 ひしげ 斯特主教 しゅきょう 的 てき 发明尚 ひさし 未 み 广为人知 じんち 。由 よし 于马森 もり 布 ぬの 鲁克当 とう 时在莱顿大学 だいがく 任 にん 教 きょう ,因 いん 此将其命名 めいめい 为莱顿瓶 びん 。
当 とう 时人们认为,电荷是 ぜ 储存在 そんざい 莱顿瓶 びん 中 ちゅう 的 てき 水里 みずさと ;但 ただし 美国 びくに 科学 かがく 家 か 富 とみ 兰克林 りん 研究 けんきゅう 莱顿瓶 びん ,证明其电荷 に 是 ぜ 储存在 そんざい 玻璃 はり 上 じょう ,并非储存在 そんざい 莱顿瓶 びん 中 ちゅう 的 てき 水里 みずさと 。
电容器 き 包括 ほうかつ 二 に 个电极 ,两个电极储存的 てき 电荷大小 だいしょう 相等 そうとう ,符号 ふごう 相反 あいはん 。电极本身 ほんみ 是 ぜ 导体,两个电极之 の 间由称 しょう 为介 かい 电质的 てき 绝缘体 たい 隔 へだた 开。电极的 てき 金属 きんぞく 片 へん 通 どおり 常用 じょうよう 的 てき 是 ぜ 铝片或 ある 是 ぜ 铝箔,若 わか 用 よう 氧化铝来做介质的就是电解电容器 き 。电荷会 かい 储存在 そんざい 电极表面 ひょうめん ,靠 もたれ 近 きん 介 かい 电质的 てき 部分 ぶぶん 。由 よし 于二个电极储存的电荷大小相等,符号 ふごう 相反 あいはん ,因 いん 此电容器 ようき 中 ちゅう 始 はじめ 终保持 ほじ 为电中性 ちゅうせい 。
在 ざい 下 した 图中,介 かい 电质分子 ぶんし 因 いん 电场影 かげ 响而旋转,旋转后 きさき 产生反 はん 向 むこう 的 てき 电场,因 いん 此抵消 しょう 部分 ぶぶん 原 はら 有 ゆう 的 てき 电场,这个效 こう 应称为电极化 か 。
当 とう 电荷在 ざい 电极上 じょう 累 るい 积,在 ざい 两电极之间会产生电场 ,大 だい 小和 おわ 所 しょ 累 るい 积的电荷成 なり 正 せい 比 ひ ,电场会 かい 在 ざい 电容器 き 的 てき 两电极造成 ぞうせい 电势差 さ V = E·d 。
介 かい 电质分子 ぶんし 因 いん 为电子 こ 受到电场影 かげ 响,使 つかい 得 とく 分子 ぶんし 偏 へん 离平衡 へいこう 位置 いち 。为了说明之 の 便 びん ,本 ほん 图加大 だい 介 かい 电质和 わ 电极的 てき 空隙 くうげき ,实际上 じょう 介 かい 电质会 かい 直接 ちょくせつ 和 わ 电极接触 せっしょく 。
电容器 き 的 てき 电容 (C )是 ぜ 测量当 とう 电容器 き 两端的 てき 电势差 さ 或 ある 电压 (V )为单位 い 值时,储存在 そんざい 电容器 き 电极的 てき 电荷 量 りょう (Q ):
C
=
Q
V
{\displaystyle C={Q \over V}}
若 わか 根 ね 据 すえ 国 くに 际单位 い 制 せい ,若 わか 一电容器两极施加一伏 ふく 特 とく 的 てき 电压,其储存 そん 电荷量 りょう 为一库仑 ,则此电容器 き 的 てき 电容量 りょう 为一法 ほう 拉 ひしげ (F)。在 ざい 实务上 じょう ,法 ほう 拉 ひしげ 是 ぜ 相当 そうとう 大 だい 的 てき 单位,电容器 き 的 てき 电容量 りょう 一般常以毫法拉(mF, 1mF = 10-3 F)、微 ほろ 法 ほう 拉 ひしげ (µF, 1µF = 10-6 F)、奈法拉 ひしげ (nF, 1nF = 10-9 F)或 ある 皮 かわ 法 ほう 拉 ひしげ (pF, 1pF = 10-12 F)表示 ひょうじ 。
电容量 りょう 和 かず 电极的 てき 面 めん 积成正 せい 比 ひ ,和 わ 二电极之间的距离成反比。电容量 りょう 也和二电极间介电质的相对电容率 りつ 成 なり 正 せい 比 ひ 。
平行 へいこう 板 ばん 电容器 き 的 てき 电容量 りょう 如下式 しき :
C
≈
ϵ
A
d
;
A
≫
d
2
{\displaystyle C\approx {\frac {\epsilon A}{d}};A\gg d^{2}}
[ 3]
其中ε いぷしろん 是 ぜ 介 かい 电质的 てき 电容率 りつ ,A 是 ぜ 平板 へいばん 的 てき 面 めん 积,而d 是 ぜ 二平行板间隔的距离。
当 とう 电性相反 あいはん 的 てき 电荷分 ぶん 别在电容器 き 的 てき 两端累 るい 积,电容器 き 两端的 てき 电势差 さ 和 わ 电荷产生的 てき 电场开始增加 ぞうか 。累 るい 积电荷 に 越 えつ 多 た ,为抵抗 こう 电场所 しょ 需要 じゅよう 做的功 こう 就越大 だい 。储存在 そんざい 电容器 き 的 てき 能 のう 量 りょう (国 くに 际单位 い 制 せい 中 なか ,单位为焦 こげ 耳 みみ )等 とう 于建立 こんりゅう 电容两端的 てき 电压和 わ 电场所 しょ 需要 じゅよう 的 てき 能 のう 量 りょう 。
计算电容器 き 储存的 てき 能 のう 量 りょう 的 てき 公式 こうしき 如下:
E
s
t
o
r
e
d
=
1
2
C
V
2
=
1
2
Q
2
C
=
1
2
V
Q
{\displaystyle E_{\mathrm {stored} }={1 \over 2}CV^{2}={1 \over 2}{Q^{2} \over C}={1 \over 2}{VQ}}
V 是 ぜ 电容两端的 てき 电压差 さ 。
由 よし 于电容器 ようき 中有 ちゅうう 绝缘的 てき 电介质阻隔 そかく ,电子很难直接 ちょくせつ 穿 ほじ 过电容器 ようき 。简单来 らい 说,当 とう 直流 ちょくりゅう 电流流 りゅう 过电容器 ようき 时,电容器 き 的 てき 一端会累积电子,另一端 はし 会 かい 流失 りゅうしつ 电子,电容器 き 则维持 じ 电中性 せい ,这样的 てき 过程称 しょう 为充 たかし 电 。依 よ 不同 ふどう 的 てき 电介质性质而定 じょう ,外 そと 电场会 かい 将 はた 电介质的正 せい 负电荷 に 稍 やや 微分 びぶん 开或者 しゃ 按照外 がい 电场方向 ほうこう 排列 はいれつ 电介质分子 ぶんし 的 てき 定 じょう 向 むこう ,这会在 ざい 电介质的表面 ひょうめん 形成 けいせい 面 めん 电荷与 あずか 其对应的电场,其方向 ほうこう 与 あずか 外 そと 电场相反 あいはん ,因 いん 此减弱 じゃく 外 がい 电场的 てき 实际作用 さよう ,所以 ゆえん 电介质可以增加 ぞうか 电容器 き 的 てき 电容。由 よし 于电容器 ようき 的 てき 总电场,在 ざい 电容器 き 两端会 かい 出 で 现电压。电压V和 わ 电容器 き 一端的绝对电荷量Q成 なり 正 せい 比 ひ ,而Q是 ぜ 流 りゅう 过电容器 ようき 的 てき 电流对时间的积分 。其数学 がく 式 しき 如下:
I
=
d
Q
d
t
=
C
d
V
d
t
{\displaystyle I={\frac {dQ}{dt}}=C{\frac {dV}{dt}}}
其中
I 是 ぜ 流 りゅう 过电容器 ようき 的 てき 电流,单位为安 やす 培 つちかえ 。
d
V
d
t
{\displaystyle {\frac {dV}{dt}}}
是 ぜ 电压对时间的微分 びぶん ,单位是 ぜ 伏 ふく 特 とく /秒 びょう 。
C 是 ぜ 电容器 き 件 けん 的 てき 电容值,单位是 ぜ 法 ほう 拉 ひしげ 。
在 ざい 一个使用固定直流电压源的电路中,电容器 き 两端的 てき 电压不 ふ 会 かい 超 ちょう 过电源 げん 的 てき 电压。当 とう 电容器 き 两端的 てき 电压已 やめ 不 ふ 再 さい 变动,流 りゅう 过电容器 ようき 的 てき 电流为零时,此时已 やめ 形成 けいせい 平衡 へいこう 。因 よし 此,一般会说电容器不允许直流 ちょくりゅう 电通 つう 过。在 ざい 直流 ちょくりゅう 分析 ぶんせき 中 ちゅう ,电容器 き 当 とう 成 なり 开路 (电阻无限大 だい )。
若 わか 流 りゅう 过电容器 ようき 的 てき 电流由 ゆかり 交流 こうりゅう 电压或 ある 交流 こうりゅう 电流源 げん 产生,由 ゆかり 于电流会 りゅうかい 周期 しゅうき 性 せい 的 てき 变换方向 ほうこう ,交流 こうりゅう 电流会 かい 轮流对电容器 ようき 的 てき 两极充 たかし 电,电容器 き 两极的 てき 电荷会 かい 周期 しゅうき 性 せい 的 てき 变化,因 いん 此在一 いち 个周期 き 内 ない ,除 じょ 了 りょう 电流由正 よしまさ 变负(或 ある 由 よし 负变正 せい )的 てき 那 な 一瞬 いっしゅん 间之外 がい ,通 つう 过电容器 ようき 的 てき 电流均 ひとし 不 ふ 为零。因 よし 此,一般认为电容器可允许交流电流通过。
电容器 き 两极的 てき 电压和 わ 电流的 てき 积分成 なり 正 せい 比 ひ ,所以 ゆえん 若 わか 电容器 き 通 どおり 入 にゅう 交流 こうりゅう 的 てき 信号 しんごう ,相 そう 角 かく 为90度 ど ,亦 また 即 そく 电流领先电压90度 ど 。电压的 てき 大小 だいしょう 和 わ 电流成 なり 正 せい 比 ひ ,和 かず 频率和 わ 电容量 りょう C的 てき 乘 じょう 积成反 はん 比 ひ 。
电压相 そう 量 りょう 和 かず 电流相 しょう 量的 りょうてき 比 ひ 值称为阻抗 ,为一复数 。电容器 き 的 てき 阻抗只 ただ 有 ゆう 电抗成分 せいぶん (即 そく 复数只 ただ 有 ゆう 虚 きょ 部 ぶ ,实部为0),数 かず 值如下 か
Z
C
=
−
j
2
π ぱい
f
C
=
j
X
C
{\displaystyle Z_{C}={\frac {-j}{2\pi fC}}=jX_{C}}
其中:
X
C
=
−
1
ω おめが
C
{\displaystyle X_{C}={\frac {-1}{\omega C}}}
是 ぜ 电容器 き 的 てき 电抗
ω おめが
=
2
π ぱい
f
{\displaystyle \omega =2\pi f\,}
是 これ 角 すみ 频率
f = 输入频率
C = 电容,单位是 ぜ 法 ほう 拉 ひしげ
j
=
−
1
{\displaystyle j={\sqrt {-1}}}
若 わか 在 ざい 频域 的 てき 分析 ぶんせき 中 ちゅう ,上述 じょうじゅつ 电压和 わ 电流的 てき 关系恒 つね 成立 せいりつ 。但 ただし 在 ざい 时域 的 てき 分析 ぶんせき 中 ちゅう ,电压和 わ 电流相 しょう 量 りょう 间的比 ひ 值只有 ゆう 在 ざい 交流 こうりゅう 稳态时才会 かい 等 とう 于
X
C
{\displaystyle X_{C}}
。
电容的 てき 阻抗的 てき 实部为0,虚 きょ 部 ぶ 为负值。虚 きょ 部 ぶ 的 てき 负数表示 ひょうじ 电流领先电压90度 ど 的 てき 相 しょう 角 かく ,这和电感恰好 かっこう 相反 あいはん ,电感的 てき 电流落后电压90度 ど 的 てき 相 しょう 角 かく 。
阻抗可 か 以模拟成电阻器 き 的 てき 电阻 。电容的 てき 阻抗和 わ 频率成 なり 反 はん 比 ひ ,若 わか 有 ゆう 非常 ひじょう 高 だか 频的电流流 りゅう 过电容 よう ,阻抗值几乎为0,此时可 か 将 はた 电容视为短 たん 路 ろ 。相反 あいはん 地 ち ,若 わか 有 ゆう 非常 ひじょう 低 てい 频的电流流 りゅう 过电容 よう ,阻抗值相当 とう 大 だい ,此时可 か 将 はた 电容视为断 だん 路 ろ 。电容许多的 てき 应用都和 つわ 电容的 てき 频率特性 とくせい 有 ゆう 关(参照 さんしょう "应用" )。
电容的 てき 阻抗只 ただ 有 ゆう 电抗成分 せいぶん ,表示 ひょうじ 理想 りそう 电容不 ふ 消耗 しょうもう 能 のう 量 りょう ,只 ただ 储存能 のう 量 りょう 。在 ざい 电子电路中有 ちゅうう 二 に 种负载:电阻性 せい 负载会 かい 消耗 しょうもう 其他电路输入的 てき 能 のう 量 りょう ,最 さい 后 きさき 以热的 てき 方式 ほうしき 发散;电抗性 せい 负载则储存 そん 能 のう 量 りょう ,能 のう 量 りょう 最 さい 后 きさき 会 かい 再 さい 回 かい 到 いた 电路当 とう 中 なか 。
电容器 き 的 てき 阻抗和 わ 电容成 なり 反 はん 比 ひ ,这一 いち 点 てん 和 わ 电阻器 き (阻抗和 わ 电阻成 なり 正 せい 比 ひ )及电感 かん 器 き (阻抗和 わ 电感成 なり 正 せい 比 ひ )不同 ふどう 。因 よし 此,电容串 くし 联和并联的 てき 公式 こうしき 恰好 かっこう 和 わ 电阻的 てき 公式 こうしき 相反 あいはん 。电容并联时,总电容 よう 是 ぜ 各 かく 电容的 てき 和 わ ;电容串 くし 联时,总电容 よう 值的倒 たおせ 数 すう 是 ぜ 各 かく 电容值倒数 すう 的 てき 和 わ 。
拉 ひしげ 普 ひろし 拉 ひしげ 斯变换(S域 いき )[ 编辑 ]
当 とう 使用 しよう 拉 ひしげ 普 ひろし 拉 ひしげ 斯变换来 らい 进行电路分 ぶん 析时,电容阻抗在 ざい S 域 いき 中 ちゅう 为:
Z
(
s
)
=
1
s
C
{\displaystyle Z(s)={\frac {1}{sC}}}
其中C 为电容 よう ,而
s
=
σ しぐま
+
j
ω おめが
{\displaystyle s=\sigma +j\omega }
为一个复合频率。
物理 ぶつり 学 がく 家 か 麦 むぎ 克 かつ 斯韦在 ざい 安 やす 培 つちかえ 定律 ていりつ 中 ちゅう 加入 かにゅう 位 い 移 うつり 电流
d
D
d
t
{\displaystyle {\frac {d\mathbf {D} }{dt}}}
,使 つかい 得 とく 在 ざい 像 ぞう 是 ぜ 电容充 たかし 放 ひ 电的情 じょう 形 がた 下 か ,安 やす 培 つちかえ 定律 ていりつ 可 か 以符合 ふごう 电荷的 てき 守恒 もりつね 。麦 むぎ 克 かつ 斯韦认为位 い 移 うつり 电流是 ぜ 因 いん 实际电荷的 てき 移 うつり 动所造成 ぞうせい ,若 わか 是 ぜ 在 ざい 真空 しんくう 中 ちゅう ,则是因 いん 为以太 中 なか 电偶极子 的 まと 移 うつり 动产生 せい 位 い 移 うつり 电流。虽然他 た 对位移 うつり 电流的 てき 想 そう 法 ほう 有 ゆう 误,不 ふ 过在麦 むぎ 克 かつ 斯韦将 しょう 安 やす 培 つちかえ 定律 ていりつ 修正 しゅうせい 后 きさき ,其结果 はて 沿用至 いたり 今 いま 。
并联 的 てき 数 すう 个电容 よう 有 ゆう 相 しょう 同 どう 的 てき 电压。其总电容(Ceq )如下:
C
e
q
=
C
1
+
C
2
+
⋯
+
C
n
{\displaystyle C_{eq}=C_{1}+C_{2}+\cdots +C_{n}\,}
一般 いっぱん 而言,电容并联的 てき 目的 もくてき 是 ぜ 增加 ぞうか 储存的 てき 总能量 りょう 。电容储存的 てき 能 のう 量 りょう 如下:
E
s
t
o
r
e
d
=
1
2
C
V
2
.
{\displaystyle E_{\mathrm {stored} }={1 \over 2}CV^{2}.}
串 くし 联的 てき 数 すう 个电容 よう 会 かい 流 りゅう 过相同 どう 电流,但 ただし 各 かく 个电容 よう 的 てき 电势差 さ (电压)可能 かのう 不同 ふどう ,而电容 よう 的 てき 电压的 てき 和会 かずえ 等 とう 于总电压,电容串 くし 联后的 てき 电容值如下 か :
1
C
e
q
=
1
C
1
+
1
C
2
+
⋯
+
1
C
n
{\displaystyle {\frac {1}{C_{eq}}}={\frac {1}{C_{1}}}+{\frac {1}{C_{2}}}+\cdots +{\frac {1}{C_{n}}}}
在 ざい 电容并联时,电容电极的 てき 有效 ゆうこう 面 めん 积变大 だい ,因 いん 此电容 よう 值增加 ぞうか 。而在电容串 くし 联时,相当 そうとう 于电容 よう 电极的 てき 距离变大,因 いん 此电容 よう 值减小 しょう 。
在 ざい 实际应用上 じょう ,常 つね 串 くし 联数个较低 てい 电压电容器 き ,来 き 取 ど 代 だい 高 こう 电压的 てき 电容器 き 。例 れい 如在高 だか 电压的 てき 电源供 きょう 应器的 てき 滤波电路中 ちゅう ,可 か 以用三个最大电压600V的 てき 电容器 き 串 くし 联。由 よし 于每个电容器 ようき 只 ただ 需承受总电压的 てき 三 さん 分 ふん 之 の 一 いち ,因 いん 此串联后的 てき 电容器 き 可 か 在 ざい 1800V的 てき 电压工作 こうさく ,而串联后电容只 ただ 有 ゆう 个别电容器 き 的 てき 三 さん 分 ふん 之 の 一 いち 。有 ゆう 时也会 かい 将 はた 三个电容器先并联,再 さい 将 しょう 三组并联电容器再串联,形成 けいせい 一 いち 个3x3的 てき 电容器 き 矩 のり 阵,总电容 よう 和 わ 个别电容器 き 相 しょう 同 どう ,但 ただし 可 か 以承受三 さん 倍 ばい 的 てき 电压。在 ざい 上述 じょうじゅつ 应用时,各 かく 组电容器 ようき 会 かい 再 さい 并联一 いち 个大电阻,以确保 ほ 电压平均 へいきん 的 てき 分 ぶん 给三 さん 组电容器 ようき ,并且在 ざい 设备不 ふ 使用 しよう 时,提供 ていきょう 电容放 ひ 电的路 ろ 径 みち 。
另外一种应用则是将二颗有极性的电容反向串联,可 か 以代替 だいたい 无极性 せい 的 てき 电容使用 しよう 。
以数学 がく 的 てき 观点,理想 りそう 电容器 き 可 か 以视为理想 りそう 电感器 き 的 てき (反 はん 函数 かんすう ),因 いん 为若将 はた 电压和 わ 电流对调,即 そく 可 か 将 しょう 电容器 き 的 てき 电压电流方 かた 程 ほど 改 あらため 为电感 かん 器 き 的 てき 方 かた 程 ほど 。二个或二个以上的导体可以因磁性耦合而形成变压器 き ,二 に 个或二个以上带电的导体也可以因静电耦合而形成电容器。两导体 たい 的 てき 互容(mutual capacitance)定 てい 义为当 とう 一 いち 导体的 てき 电流使 し 得 とく 另一导体的电压在单位时间变化一单位电压时,该导体 たい 的 てき 电流量 りょう 。
实际的 てき 电容器 き 和 わ 理想 りそう 电容器 き 的 てき 特性 とくせい 方 かた 程 ほど 有 ゆう 些差异。其中有 ちゅうう 些特性 せい (像 ぞう 是 ぜ 漏 も 电流以及杂散效 こう 应)是 ぜ 线性的 てき ,或 ある 者 もの 可 か 以用近似 きんじ 线性的 てき 方式 ほうしき 分析 ぶんせき ,此时就会在 ざい 理想 りそう 电容器 き 的 てき 等 とう 效 こう 电路上 うえ 加 か 上 じょう 一些虚拟的器件来近似这些特性,之 これ 后 きさき 就可以应用 よう 线性电路分析 ぶんせき 的 てき 方式 ほうしき 来 らい 处理电路[ 4] 。有 ゆう 些特性 せい (例 れい 如击穿电压)是非 ぜひ 线性的 てき ,就无法用 ほうよう 线性电路分析 ぶんせき 的 てき 方式 ほうしき 处理,就需要 よう 另外来 がいらい 计算这些特性 とくせい 的 てき 影 かげ 响。还有一 いち 些特性 せい ,本身 ほんみ 也是线性的 てき ,但 ただし 是 ぜ 会 かい 让电容 よう 值在分析 ぶんせき 时发生 せい 变化(例 れい 如电容 よう 和 わ 温度 おんど 的 てき 相 しょう 依 よ 关系)。最 さい 后 きさき ,合 ごう 并的杂散效 こう 应(例 れい 如本质电抗 こう 、电阻或 ある 是 ぜ 介 かい 电损失 しつ )可能 かのう 会 かい 让电容器 ようき 在 ざい 不同 ふどう 频率下 か 有 ゆう 不同 ふどう 的 てき 特性 とくせい 。
若 わか 电容量 りょう 放 ひ 在 ざい 在 ざい 电介质强度 きょうど 超 ちょう 过Eds 的 てき 特定 とくてい 电场下 か ,电容器 き 的 てき 介 かい 电性会 かい 破 やぶ 坏,电容器 き 会 かい 变成导体。此时的 てき 电压称 しょう 为器件 けん 的 てき 击穿电压,是 ぜ 电介质强度 きょうど 和 わ 电容器 き 导体间距离的乘 じょう 积
V
bd
=
E
ds
d
{\displaystyle V_{\text{bd}}=E_{\text{ds}}d}
电容器 き 在 ざい 正常 せいじょう 使用 しよう 下 か 可 か 以储存 そん 的 てき 最大 さいだい 电压会 かい 受到击穿电压的 てき 限 きり 制 せい 。由 よし 于电容器 ようき 的 てき 尺寸 しゃくすん ,以及击穿电压和 わ 介 かい 电层厚 あつ 度 ど 的 てき 关系,使用 しよう 特定 とくてい 介 かい 电质的 てき 电容器 き 都会 とかい 有 ゆう 相似 そうじ 的 てき 能 のう 量 りょう 密度 みつど ,甚至介 かい 电质也就决定了 りょう 电容器 き 的 てき 大小 だいしょう [ 6] 。
若 わか 介 かい 电质是 ぜ 空 そら 气,其崩溃电场强度 きょうど 约在2–5 MV/m(或 ある kV/mm)的 てき 等 とう 级,若 わか 使用 しよう 云 うん 母 はは ,可 か 以到100–300 MV/m,若 わか 介 かい 电质是 ぜ 油 ゆ ,可 か 以到15–25 MV/m,若 わか 介 かい 电质是 ぜ 其他的 てき 材 ざい 质,其崩溃电场强度会 わたらい 低 てい 很多[ 7] 。介 かい 电质一般 いっぱん 都 と 薄 うす ,因 いん 此电容器 ようき 的 てき 击穿电压也因此受限 げん 。一般电容器的击穿电压从数伏特到1 kV。若 わか 电压增加 ぞうか ,介 かい 电质也要加 か 厚 あつ ,因 いん 此相同 どう 介 かい 电质的 てき 的 てき 电容,高 こう 压电容 よう 的 てき 体 からだ 积一般都会比低压的同容值电容要大一些。
击穿电压受一些因素的影响很大,例 れい 如电容器 ようき 导电部分 ぶぶん 的 てき 几何形状 けいじょう 。尖 とんが 锐的边或是 ぜ 角 かく 会 かい 增加 ぞうか 电场强度 きょうど ,甚至可能 かのう 会 かい 造成 ぞうせい 局部 きょくぶ 的 てき 击穿电压。当 とう 开始崩 くずし 溃时,崩 くずし 溃现像 ぞう 会 かい 快速 かいそく 的 てき 穿 ほじ 过介电质,直 ちょく 到 いた 另一极的导电板为止,会 かい 留 とめ 下 か 碳,并且产生短 たん 路 ろ (或 ある 是 ぜ 阻抗较低)的 てき 路 ろ 径 みち 。电容崩 くずし 溃可能 かのう 是 ぜ 爆 ばく 炸性的 てき ,电容从周围的电路抽取电流,并且将 はた 其能量 りょう 消耗 しょうもう 掉[ 8] 。不 ふ 过,有 ゆう 些特别介电质的 てき 电容[ 9] [ 10] 或 ある 是 ぜ 薄 うす 的 てき 金属 きんぞく 电极在 ざい 崩 くずし 溃后不 ふ 会 かい 造成 ぞうせい 短 たん 路 ろ ,其原 そのはら 因 いん 是 ぜ 因 いん 为在大 だい 电流后 きさき ,金属 きんぞく 熔化或 ある 是 ぜ 汽化了 りょう ,因 いん 此崩溃后会 かい 产生断 だん 路 ろ ,不 ふ 会 かい 影 かげ 响电容器 ようき 的 てき 其他部分 ぶぶん [ 11] [ 12] 。
一般的崩溃方式是电场够大,因 いん 此可以吸引 きゅういん 介 かい 电质中 ちゅう 的 てき 电子,和 かず 原子 げんし 分 ぶん 离,因 いん 而传导电路 ろ 。不 ふ 过也有 ゆう 可能 かのう 有 ゆう 另一种情形 がた ,像 ぞう 是 ぜ 介 かい 电层的 てき 杂质,或 ある 是 ぜ 介 かい 电层晶 あきら 体 からだ 结构的 てき 瑕疵 かし ,会 かい 造成 ぞうせい 类似半 はん 导体器 き 件 けん 的 てき 雪崩 なだれ 击穿 。击穿电压也会受到电压、湿度 しつど 以及温度 おんど 的 てき 影 かげ 响[ 13] 。
真 ま 实电容器 ようき 的 てき 两种电路模型 もけい
理想 りそう 电容器 き 只 ただ 会 かい 储存及释放能 のう 量 りょう ,不 ふ 会 かい 消耗 しょうもう 能 のう 量 りょう 。不 ふ 过实际的电容器 き 都 と 有 ゆう 一 いち 些杂质,而电容器 ようき 的 てき 材料 ざいりょう 本身 ほんみ 也会有 ゆう 电阻,这些会 かい 标示为等 とう 效 こう 串 くし 联电阻 (ESR)。等 とう 效 こう 串 くし 联电阻会影 かげ 响器件 けん 的 てき 阻抗:
Z
C
=
Z
+
R
ESR
=
1
j
ω おめが
C
+
R
ESR
{\displaystyle Z_{\text{C}}=Z+R_{\text{ESR}}={\frac {1}{j\omega C}}+R_{\text{ESR}}}
随 ずい 着 ぎ 频率接近 せっきん 无限大 だい ,电容器 き 的 てき 阻抗(或 ある 容 よう 抗 こう )会 かい 减小,而会以ESR为主。当 とう 容 よう 抗 こう 可 か 忽 ゆるがせ 略 りゃく ,其消耗 しょうもう 功 こう 率 りつ 为P RMS = V RMS ² /R ESR .
和 かず ESR类似的 てき ,电容器 き 的 てき 导线也会产生等 とう 效 こう 串 くし 联电感 かん (ESL),一般只在相对高频时才比较有影响。电感感 かん 抗 こう 是正 ぜせい 的 てき ,会 かい 随 ずい 频率增加 ぞうか ,超 ちょう 过一定 いってい 频率后 きさき ,电容会 かい 被 ひ 电感所 しょ 抵消。高 こう 频电子 こ 学 がく 就需要 よう 计算所有 しょゆう 接 せっ 线以及器件 けん 的 てき 电感量 りょう 。
若 わか 电容器 き 的 てき 二个导体之间不是理想的介电质,而是导电性 せい 较低的 てき 材料 ざいりょう ,会 かい 产生微小 びしょう 的 てき 漏 も 电流。因 よし 此电容器 ようき 会 かい 有 ゆう 一个有限的并联电阻,会 かい 慢慢的 てき 放 ひ 电(放 ひ 电时间依电容器 き 材料 ざいりょう 及品质而定 じょう )。
电容器 き 的 てき 品 しな 质因子 いんし (或 ある Q因子 いんし )是 ぜ 特定 とくてい 频率下 か 其容抗 こう 和 わ 电阻的 てき 比例 ひれい ,用 よう 来 らい 量 りょう 测其效率 こうりつ 。Q值越大 だい 的 てき 电容器 き ,其特性 せい 越 えつ 接近 せっきん 理想 りそう 电容器 き 。
电容器 き 的 てき Q因子 いんし 可 か 以用下 か 式 しき 计算:
Q
=
X
C
R
=
1
ω おめが
C
R
{\displaystyle Q={\frac {X_{C}}{R}}={\frac {1}{\omega CR}}}
其中
ω おめが
{\displaystyle \omega }
是 これ 角 すみ 频率 ,
C
{\displaystyle C}
是 ぜ 电容,
X
C
{\displaystyle X_{C}}
是 これ 容 よう 抗 こう ,
R
{\displaystyle R}
是 ぜ 电容器 き 的 てき 等 とう 效 こう 电阻(ESR)。
纹波 电流是 ぜ 电源(例 れい 如开关模 も 式 しき 电源 )的 てき 交流 こうりゅう 电流成分 せいぶん ,其频率 りつ 可能 かのう 是 ぜ 定 てい 值,也可能会 のうかい 变动。纹波电流会 かい 使 し 电容器 き 发热,原因 げんいん 一方面是因为介电质上电场变化造成的能量损失,再 さい 加 か 上 じょう 电流通 どおり 过有微小 びしょう 电阻的 てき 导线或 ある 电解质的损失。等 とう 效 こう 串 くし 联电阻(ESR)就是考 こう 虑这些损耗的影 かげ 响。
有 ゆう 些种类 的 てき 电容,包括 ほうかつ 铝 和 わ 钽 的 てき 电解电容 ,以及一 いち 些薄膜 うすまく 电容的 てき 规格会 かい 包括 ほうかつ 最大 さいだい 的 てき 纹波电流:
若 わか 是 ぜ 用 よう 固 かた 态二氧化锰为介电质的钽质电容器 き ,其允许纹波 は 电流有 ゆう 一定 いってい 限 げん 制 せい ,在 ざい 电容中 ちゅう 的 てき ESR也是最高 さいこう 的 てき 。若 わか 纹波电流超 ちょう 过额定 てい 值,会 かい 造成 ぞうせい 短 たん 路 ろ ,并且损毁其他器 き 件 けん 。
铝电解 かい 电容 是 ぜ 最 さい 常用 じょうよう 的 てき 电解电容,若 わか 纹波电流较高,其寿命 いのち 会 かい 降 くだ 低 てい 。若 わか 纹波电流超 ちょう 过额定 てい 值,电容会 かい 爆裂 ばくれつ 。
陶 とう 瓷电容 よう 一般没有纹波电流的限制,其ESR最小 さいしょう 。
薄膜 うすまく 电容的 てき ESR也非常 ひじょう 低 ひく ,但 ただし 若 わか 纹波电流超 ちょう 过额定 てい 值,会 かい 造成 ぞうせい 电容的 てき 退化 たいか 。
有 ゆう 些电容 よう 的 てき 电容量 りょう 会 かい 随 ずい 着 ぎ 器 き 件 けん 老化 ろうか 而下降 かこう 。针对陶 とう 瓷电容 よう 而言,电容量的 りょうてき 下降 かこう 是 ぜ 因 いん 为介电质的 てき 劣化 れっか 而造成 ぞうせい 。介 かい 电质种类、环境温度 おんど 以及储存温度 おんど 都会 とかい 影 かげ 响老化 か ,工作 こうさく 电压的 てき 影 かげ 响比较小,一般电容的设计也都会让电压系数降到最小。器 うつわ 件 けん 老化 ろうか 的 てき 过程可 か 以透过将器 き 件 けん 加 か 热超过居 きょ 里 さと 点 てん 来 らい 改善 かいぜん 。在 ざい 器 うつわ 件 けん 刚开始 はじめ 工作 こうさく 时,老化 ろうか 的 てき 最 さい 快 かい ,之 これ 后 きさき 会 かい 随 ずい 着 ぎ 时间而渐渐稳定 じょう [ 15] 。电解电容会 かい 随 ずい 着 ぎ 电解液 えき 的 てき 蒸 ふけ 发而老化 ろうか ,和 かず 陶 すえ 瓷电容 よう 不同 ふどう ,其老化 か 主要 しゅよう 是 ぜ 器 き 件 けん 寿命 じゅみょう 的 てき 末期 まっき 出 で 现。
电容量 りょう 和 わ 温度 おんど 的 てき 关系一般 いっぱん 会 かい 用 よう ppm 每 まい °C来 らい 表示 ひょうじ 。一般会是范围很广的线性函数,但 ただし 在 ざい 温度 おんど 极值时会有明 ありあけ 显的非 ひ 线性。温度 おんど 系 けい 数 すう 可能 かのう 是正 ぜせい ,也可能 かのう 是 ぜ 负,甚至同 どう 一型电容的不同样品之间,温度 おんど 系 けい 数 すう 有正 ありまさ 有 ゆう 负,因 いん 此,温度 おんど 系 けい 数 すう 的 てき 范围可能 かのう 会 かい 包括 ほうかつ 零 れい 在 ざい 内 ない 。
陶 とう 瓷电容 よう 或 ある 是 ぜ 较早期 き 的 てき 纸电容 よう ,会 かい 吸收 きゅうしゅう 音波 おんぱ ,产生颤噪 效 こう 应。振 ふ 动会移 うつり 动电容 よう 中 ちゅう 的 てき 导电板 ばん ,让电容量 ようりょう 变化,因 いん 此产生 せい 交流 こうりゅう 电流。有 ゆう 些介电质也会有 ゆう 压电效 こう 应 。所 ところ 形成 けいせい 的 てき 干 ひ 扰在音 おん 响应用 よう 中 ちゅう 是 ぜ 麻 あさ 烦的问题,可能 かのう 会 かい 造成 ぞうせい 回 かい 授。若 わか 是 ぜ 反 はん 向 むこう 的 てき 颤噪效 こう 应,因 いん 为电场改变,会 かい 对电容 よう 中 ちゅう 的 てき 导电板 ばん 施 ほどこせ 力 りょく ,类似扬音器 き 。会 かい 产生人 じん 耳 みみ 可 か 听到的 てき 声音 こわね ,但 ただし 是 ぜ 会 かい 消耗 しょうもう 能 のう 量 りょう ,也会增加 ぞうか 介 かい 电质(或 ある 是 ぜ 电解液 えき )中 ちゅう 的 てき 电应力 りょく 。
当 とう 电容器 き 的 てき 电流改 あらため 变方向 ほうこう 时,就会有 ゆう 电流反 はん 向 むかい (current reversal)的 てき 情 じょう 形 がた 。电压反 はん 向 むかい (voltage reversal)则是相 しょう 关电路 ろ 改 あらため 变极性 せい 时会有 ゆう 的 てき 现象。电压反 はん 向 こう 一般会描述成最大额定电压的百分比。在 ざい 直流 ちょくりゅう 电路中 ちゅう ,一般 いっぱん 会 かい 小 しょう 于100%,多 た 半 はん 是 ぜ 在 ざい 0至 いたり 90%之 これ 间,不 ふ 过交流 こうりゅう 电路就会有 ゆう 100%。
在 ざい 直流 ちょくりゅう 电路以及脉波电路中 ちゅう ,电流反 はん 向 こう 及电压反向 むこう 会 かい 受到系 けい 统的阻尼 所 ところ 影 かげ 响。若 わか 是 ぜ 欠 かけ 阻尼的 てき RLC电路 ,会 かい 有 ゆう 电压反 はん 向 むこう 的 てき 情 じょう 形 がた 。电压和 わ 电流变换方向 ほうこう ,形成 けいせい 由 よし 电感 和 かず 电容组成的 てき 谐振子 ふりこ 。此时电压和 わ 电流会 かい 振 ふ 荡,而且会 かい 正 せい 向 こう 反 はん 向 こう 切 きり 换几次 じ ,每 まい 一次的振幅会比原来要小,最 さい 后 きさき 系 けい 统会平衡 へいこう ,一般 いっぱん 会 かい 称 しょう 为振 ふ 铃效 こう 应。而临界 かい 阻尼或 ある 是 ぜ 过阻尼 あま 的 てき 系 けい 统不会 かい 有 ゆう 电压反 はん 向 むこう 。在 ざい 交流 こうりゅう 电路中 ちゅう 也有 やゆう 反 はん 向 むこう 的 てき 情 じょう 形 がた ,在 ざい 正 せい 向 こう 及反向 むこう 的 てき 峰 みね 值电流 りゅう 相 しょう 同 どう 。
为了延 のべ 长电容器 ようき 的 てき 寿命 じゅみょう ,电容器 き 需要 じゅよう 可 か 以承受系统会产生的 てき 最大 さいだい 反 はん 向 むこう 量 りょう 。交流 こうりゅう 电路可能 かのう 会 かい 有 ゆう 100%的 てき 电压反 はん 向 むかい ,而欠阻尼的 てき 直流 ちょくりゅう 电路反 はん 向 むこう 量 りょう 会 かい 小 しょう 于100%。反 はん 向 むこう 会 かい 造成 ぞうせい 介 かい 电质额外的 てき 电场,让介电质及导体 たい 发热,也会大幅 おおはば 缩短电容器 き 的 てき 寿命 じゅみょう 。反 はん 向 こう 额定也会影 かげ 响电容器 ようき 的 てき 设计考量 こうりょう ,包括 ほうかつ 介 かい 电材料 りょう 的 てき 选用,以及内部 ないぶ 材料 ざいりょう 的 てき 电压额定选择[ 16] 。
电容器 き 会 かい 依 よ 其使用 しよう 的 てき 介 かい 电质不同 ふどう ,会 かい 有 ゆう 不同 ふどう 程度 ていど 的 てき 介 かい 电质吸收 きゅうしゅう 现象。在 ざい 电容器 き 放 ひ 电后,并且切断 せつだん 电源,短 たん 暂时间后会 かい 因 いん 为介电质的 てき 磁滞效 こう 应而产生电压。若 わか 是 ぜ 精密 せいみつ 的 てき 采 さい 样保持 ほじ 电路或 ある 是 ぜ 计时用 よう 的 てき 电路,介 かい 电质吸收 きゅうしゅう 会 かい 影 かげ 响其电路的 てき 运作。介 かい 电质吸收 きゅうしゅう 的 てき 程度 ていど 和 わ 许多因 いん 素 もと 有 ゆう 关,因 いん 为磁滞效 こう 应和时间有 ゆう 关,其中也 ちゅうや 包括 ほうかつ 设计时对充 たかし 电时间的考量 こうりょう 。不 ふ 过主要因 よういん 素 もと 是 ぜ 和 わ 介 かい 电质的 てき 材料 ざいりょう 有 ゆう 关。像 ぞう 钽质电解电容或 ある 是 ぜ 聚砜 薄膜 うすまく 电容的 てき 介 かい 电质吸收 きゅうしゅう 效 こう 应较大 だい ,而聚苯乙 おつ 烯 或 ある 聚四氟乙烯 介 かい 电质的 てき 介 かい 电质吸收 きゅうしゅう 效 こう 应就很小[ 17] 。有 ゆう 些应用 よう (例 れい 如闪光管 かん [ 18] 、电视机 つくえ 及去 さ 颤 )所 しょ 使用 しよう 的 てき 电容器 き 可能 かのう 会 かい 带有危险的 てき 电压及能量 りょう ,电容器 き 在 ざい 断 だん 电后可能 かのう 会 かい 因 いん 为介电质吸收 きゅうしゅう 而带有 ゆう 危险性 せい 的 てき 电压。任 にん 何 なん 储能到 いた 10焦 こげ 耳 みみ 的 てき 电容器 き 即 そく 有 ゆう 危险性 せい ,若 わか 储能到 いた 50焦 こげ 耳 みみ 以上 いじょう ,有可 ゆか 能会 のうかい 致命 ちめい 。电容器 き 可能 かのう 在 ざい 放 ひ 电后几分钟,还有其原 そのはら 始 はじめ 电量的 てき 1%至 いたり 20%,因 いん 此一个看似安全的电容器其实可能具有相当的危险性[ 19] [ 20] [ 21] [ 22] 。
漏 も 电流(Leakage)可 か 以等效 こう 为在电容器 き 上 じょう 并联一 いち 个电阻。电容器 き 暴露 ばくろ 在 ざい 高温 こうおん 下 か ,可能 かのう 会 かい 破 やぶ 坏其介 かい 电质,造成 ぞうせい 过量的 てき 漏 も 电流,这是早期 そうき 真空 しんくう 管 かん 电路常 つね 见的问题,特 とく 别是使用 しよう 油 ゆ 浸 ひた 纸电容器 ようき 或 ある 是 ぜ 金属 きんぞく 箔 はく 电容器 き 的 てき 情 じょう 况。在 ざい 许多真空 しんくう 管 かん 电路中 ちゅう ,会 かい 用 よう 级间耦合电容器 き 来 らい 将 はた 变动的 てき 信号 しんごう 从真空 しんくう 管 かん 的 てき 一极到下一级的栅极电路。漏 も 电流大 だい 的 てき 电容器 き 会 かい 让栅极电压较其正常 つね 设定值要高 だか ,产生过大的 てき 电流,或 ある 是 ぜ 让下一级真空管的信号扭曲。若 わか 是 ぜ 功 こう 率 りつ 级真空 しんくう 管 かん ,甚至会 かい 让栅极板发红,或 ある 是 ぜ 让限流 りゅう 电阻过热,甚至于失效 しっこう 。在 ざい 固 かた 态(晶 あきら 体 からだ 管 かん )放 ひ 大器 たいき 中 ちゅう 仍有类似考量 こうりょう ,不 ふ 过因为发热较真空 しんくう 管 かん 要 よう 少 しょう ,而且使用 しよう 现代的 てき 聚酯电介质材质作为屏障 さわ ,这种问题已 やめ 经比较少见。
长久未 み 使用 しよう 后 きさき 的 てき 失效 しっこう [ 编辑 ]
铝电解 かい 电容 供 きょう 应商在 ざい 制 せい 造 づくり 电容器 き 时,会 かい 提供 ていきょう 足 あし 够的电压,使 つかい 其内部 ぶ 处于适当的 てき 初 はつ 始 はじめ 化学 かがく 状 じょう 态下,提供 ていきょう 电压的 てき 步 ふ 骤称为活化 か (conditioned)。有 ゆう 电解电容的 てき 电路若 わか 正常 せいじょう 使用 しよう ,会 かい 让电容 よう 维持在 ざい 活 かつ 化 か 状 じょう 态下,若 わか 有 ゆう 电解电容器 き 的 てき 电路长期没 ぼつ 有 ゆう 通 どおり 电,需要 じゅよう 重 おも 新 しん 活 かつ 化 か ,方式 ほうしき 是 ぜ 以较低 ひく 的 てき 电压通 どおり 电一 いち 段 だん 时间,否 いや 则,在 ざい 下 した 次 じ 以正常 つね 电压送电时,电容器 き 可能 かのう 会 かい 失效 しっこう 而短路 ろ 。
目前 もくぜん 市 し 面 めん 上 じょう 已 やめ 可 か 购得许多不同 ふどう 型式 けいしき 的 てき 电容器 き 。可分 かぶん 为许多 た 不同 ふどう 的 てき 型式 けいしき 。内部 ないぶ 介 かい 电质的 てき 种类、电容器 き 极板结构以及器 き 件 けん 的 てき 包装 ほうそう 都会 とかい 大幅 おおはば 影 かげ 响电容器 ようき 的 てき 特性 とくせい ,以及其应用 よう 场合。
电容器 き 的 てき 容 よう 值可以小到 いた 非常 ひじょう 低 ひく (例 れい 如小到 いた 数 かず pF的 てき 范围,理 り 论上电容器 き 的 てき 容 よう 值还可 か 以更小 しょう ,但 ただし 在 ざい 电路中 ちゅう 的 てき 杂散电容 会 かい 是 ぜ 限 げん 制 せい 因 いん 素 もと ),最大 さいだい 可 か 以到5 kF的 てき 超 ちょう 级电容器 ようき 。
大 だい 约超过1 μ みゅー F的 てき 电容器 き 就会选用电解电容 ,原因 げんいん 是 ぜ 体 たい 积较小 しょう ,价格比 ひ 其他型式 けいしき 的 てき 要 よう 便宜 べんぎ ,不 ふ 过也有 ゆう 些场合 あい ,会 かい 因 いん 为电解 かい 电容的 てき 稳定性 せい 及寿命 いのち 较佳,或 ある 是 ぜ 其极性器 せいき 件 けん 的 てき 特性 とくせい 而需要 よう 改 あらため 用 よう 其他的 てき 电容器 き 。非常 ひじょう 高 だか 电容量的 りょうてき 超 ちょう 级电容器 ようき 使用 しよう 有 ゆう 孔 あな 的 てき 碳基电极材料 ざいりょう 。
不同 ふどう 种类的 てき 电容器 き 。左 ひだり 起 おこり :积层陶 とう 瓷电容 よう 、圆板形 がた 陶 すえ 瓷电容 よう 、积层形 がた 聚酯 电容、管 かん 形 がた 陶 すえ 瓷电容 よう 、聚苯乙 おつ 烯 电容(轴向、圆板形 がた )、金属 きんぞく 化 か 膜 まく 聚合物 ぶつ 电容、铝电解 かい 电容,尺 しゃく 上 じょう 的 てき 大 だい 刻 こく 度 ど 为公 おおやけ 分 ぶん 。
许多的 てき 电容都会 とかい 使用 しよう 其他的 てき 介 かい 电质,使 つかい 其电容量 ようりょう 比 ひ 在 ざい 空 そら 气中或 ある 是 ぜ 真空 しんくう 中 ちゅう 的 てき 更 さら 大 だい 。为了使 し 电容在 ざい 相 しょう 同体 どうたい 积下可 か 以有最大 さいだい 的 てき 容 よう 值,一般 いっぱん 会 かい 希望 きぼう 介 かい 电质的 てき 电容率 りつ 越 えつ 高 だか 越 こし 好 よしみ ,击穿电压 越 えつ 高 だか 越 こし 好 よしみ ,介 かい 电质在 ざい 不同 ふどう 频率下 か 的 てき 损失越 こし 低 てい 越 えつ 好 このみ 。
不 ふ 过,也有 やゆう 一些低容值的电容是在两电容极板之间为真空,没 ぼつ 有 ゆう 介 かい 电质,其好处是可 か 以在很高的 てき 电压下 か 运作,损失很小。在 ざい 收 おさむ 音 おと 机 つくえ 调谐电路中 ちゅう 有用 ゆうよう 到 いた 可 か 变电容 よう ,其极板 ばん 之 の 间的介 かい 电质是 ぜ 空 そら 气。近来 きんらい 的 てき 设计则是在 ざい 活 かつ 动极板 ばん 及静止 せいし 极板之 の 间用高分子 こうぶんし 软板的 てき 介 かい 电质,两极板 ばん 之 の 间没有 ゆう 很明显的气隙。
有 ゆう 许多固 かた 态的介 かい 电质,例 れい 如纸 、塑料 、玻璃 はり 、云 うん 母 はは 及陶 とう 瓷[ 23] 。
在 ざい 早期 そうき 的 てき 电容器 き 中 ちゅう ,常会 じょうかい 用 よう 纸为介 かい 电质,其工作 こうさく 电压可 か 以比较高。但 ただし 纸会吸收 きゅうしゅう 湿 しめ 气,这类的 てき 电容已 やめ 被 ひ 塑胶薄膜 うすまく 电容取 と 代 だい 。
大 だい 部分 ぶぶん 现今使用 しよう 的 てき 塑胶薄膜 うすまく 电容稳定性 せい 及老化 か 特性 とくせい 比 ひ 油 あぶら 浸 ひた 的 てき 纸电容器 ようき 要 よう 好 このみ ,因 いん 此可用 よう 在 ざい 计时电路中 ちゅう ,不 ふ 过因为其工作 こうさく 温度 おんど 及工作 こうさく 频率较低,应用上 うえ 会 かい 比 ひ 较受限 げん 。大型 おおがた 的 てき 塑胶薄膜 うすまく 电容普遍 ふへん 用 よう 在 ざい 抑制 よくせい 电路(suppression circuits)、电动机 つくえ 启动电路,以及功 こう 因 いん 修正 しゅうせい 电路中 ちゅう 。
陶 とう 瓷电容 よう 一般 いっぱん 体 たい 积很小 しょう 、价格便宜 べんぎ ,适合高 だか 频的应用,不 ふ 过其电容值会明 あかり 显受到电压及温度 おんど 的 てき 影 かげ 响,而且很容易 ようい 老化 ろうか 。陶 すえ 瓷电容 よう 也会有 ゆう 压电效 こう 应的问题。陶 すえ 瓷电容 よう 可 か 以分为其容 よう 值随温度 おんど 变化情 じょう 形 がた 可 か 以预测的class 1 陶 すえ 瓷电容器 ようき ,以及可 か 以运作 さく 在 ざい 较高电压的 てき class 2 陶 すえ 瓷电容器 ようき 。现在的 てき 多 た 层陶瓷电容 よう 多 た 半 はん 容 よう 值误差 さ 很小,不 ふ 过有些电容 よう 在 ざい 本 ほん 质上有 ゆう 很大的 てき 容 よう 值误差 さ 。多 た 层陶瓷电容 よう 会 かい 有 ゆう 颤噪噪声(microphonic)问题,材 ざい 质多半 はん 易 えき 碎。
玻璃 はり 及云母 はは 电容的 てき 可 か 靠 もたれ 度 ど 非常 ひじょう 高 だか ,很稳定 じょう ,也可以在高温 こうおん 及高压下运作,不 ふ 过其价值太 ふとし 贵,因 いん 此主流 りゅう 应用很少用 よう 到 いた 。
电解电容及超级电容 よう 都 と 可 か 以储存 そん 能 のう 量 りょう ,超 ちょう 级电容 よう 储能效果 こうか 又 また 电解电容要 よう 好 このみ 。陶 すえ 瓷电容 よう 多 た 半 はん 会 かい 用 よう 到 いた LC电路 上 うえ 。
三种不同容值的铝电解电容
电解电容 中有 ちゅうう 铝 或 ある 钽 的 てき 极板以及氧化绝缘层。另一个电极是液态的电解质 ,靠 もたれ 金属 きんぞく 箔 はく 和 わ 电极相 しょう 连接。电解电容的 てき 容 よう 值很大 だい ,但 ただし 其电容 よう 偏差 へんさ 也很大 だい ,而且高度 こうど 不 ふ 稳定,在 ざい 受热时其容 よう 值会慢慢下降 かこう ,而且有 ゆう 大 だい 的 てき 漏 も 电流。低 てい 品 しな 质的电路会 かい 让电解 かい 液 えき 漏出 ろうしゅつ ,伤害电路板 ばん (即 そく 为电容灾难 )。电解质的电导系 けい 数 すう 在 ざい 低温 ていおん 时会明 あかり 显下降 かこう ,因 いん 此会增加 ぞうか 等 とう 效 こう 串 くし 联电阻。电解电容常用 じょうよう 在 ざい 许多电源调节的 てき 应用中 ちゅう ,不 ふ 过其高 だか 频特定 とくてい 不 ふ 佳 けい ,因 いん 此在许多应用中 ちゅう 不 ふ 适合使用 しよう 。电解电容若 わか 一 いち 段 だん 时间(约一 いち 年 ねん )没 ぼつ 有 ゆう 使用 しよう ,会 かい 有 ゆう 退化 たいか 的 てき 情 じょう 形 がた ,若 わか 没 ぼつ 有事 ゆうじ 先 さき 处理就直接 ちょくせつ 全 ぜん 功 こう 率 りつ 输出,会 かい 发生短 たん 路 ろ ,对电容器 ようき 产生永久 えいきゅう 伤害,多 た 半 はん 也会让保险丝熔断,或 ある 是 ぜ 让整流 せいりゅう 二 に 极管损坏。例 れい 如较旧 きゅう 的 てき 设备,可能 かのう 让整流 せいりゅう 真空 しんくう 管 かん 出 で 现电弧 こ 。若 わか 长久没 ぼつ 有 ゆう 使用 しよう ,在 ざい 正式 せいしき 使用 しよう 前 ぜん 渐渐的 てき 增加 ぞうか 电压一 いち 段 だん 时间(电容活 かつ 化 か ),就不会 かい 有 ゆう 退化 たいか 的 てき 情 じょう 形 がた 。像 ぞう 早期 そうき 的 てき 真空 しんくう 管 かん 设备会 かい 用 よう 可 か 变变压器施 ほどこせ 加 か 交流 こうりゅう 电源三 さん 十 じゅう 分 ふん 钟。不 ふ 过一些固态电子设备可能不适合这样使用,在 ざい 低 てい 于正常 つね 工作 こうさく 电压以下 いか 的 てき 电压使用 しよう ,可能 かのう 会 かい 使 つかい 器 き 件 けん 受损,因 いん 此在供 きょう 电活化 か 电容之 の 前 まえ ,需将应用电路先 さき 切 きり 离电源 げん 。
钽质电容 的 てき 频率特性 とくせい 及温度 おんど 特 とく 比 ひ 比 ひ 铝电解 かい 电容要 よう 好 このみ ,但 ただし 介 かい 电吸收 きゅうしゅう 及漏电流都 と 较大[ 24] 。
聚合物 ぶつ 电容 (OS-CON, OC-CON, KO, AO)用 よう 固 かた 态导电的聚合物 ぶつ (或 ある 聚合的 てき 有 ゆう 机 つくえ 半 はん 导体)为电极,有 ゆう 较长的 てき 寿命 じゅみょう 以及较低的 てき 等 とう 效 こう 串 くし 联电阻 ,但 ただし 价值比 ひ 标准的 てき 电解电容要 よう 贵。
馈通电容 是 ぜ 用 よう 于通过外壳或印刷 いんさつ 电路板 ばん 传送信号 しんごう 的 てき 导体,电容量 りょう 很小。
也有 やゆう 些适用 よう 于一些特殊应用的电容。超 ちょう 级电容 よう 可 か 以储存 そん 大量 たいりょう 的 てき 能 のう 量 りょう ,其材质是由 よし 碳的气凝胶 、奈米碳管或 ある 是 ぜ 多孔 たこう 电极材料 ざいりょう 制 せい 成 なり ,有 ゆう 非常 ひじょう 高 だか 的 てき 容 よう 值( 截至2010年 ねん (2010-Missing required parameter 1=month ! ) [update] 的 まと 数 すう 据 すえ 可 か 以到 5 kF),在 ざい 一些应用中可以代替蓄电池 ち 使用 しよう 。交流 こうりゅう 电 电容是 ぜ 设计在 ざい 市 し 电交流 こうりゅう 电压下 か 工作 こうさく 的 てき 电容,多 た 半 はん 用 よう 在 ざい 电动机 つくえ 相 あい 关电路 ろ ,也有 やゆう 较大的 てき 电流量 りょう ,因 いん 此体积也比 ひ 较大。交流 こうりゅう 电容多 た 半 はん 都 と 有 ゆう 坚固的 てき 金属 きんぞく 外 がい 壳,方便 ほうべん 接地 せっち 。一般 いっぱん 这种电容的 てき 直流 ちょくりゅう 击穿电压至 いたり 少 しょう 会 かい 设计在 ざい 最大 さいだい 交流 こうりゅう 电压的 てき 五 ご 倍 ばい 以上 いじょう 。
电容封 ふう 装 そう :左 ひだり 上方 かみがた 是 ただし SMD 陶 とう 瓷电容 よう ,左 ひだり 下方 かほう 是 ぜ SMD钽质电容,右 みぎ 上方 かみがた 是 ただし 通 つう 孔 あな 插装技 わざ 术 钽质电容,右 みぎ 下方 かほう 是 ぜ 通 どおり 孔 あな 插装的 てき 电解电容。图中尺 じゃく 的 てき 大 だい 刻 こく 度 ど 是 ぜ 公 おおやけ 分 ぶん
依 よ 照 あきら 电容额定不同 ふどう ,电极板 ばん 及介电质的 てき 配置 はいち 也有 やゆう 许多不同 ふどう 的 てき 型式 けいしき 。若 わか 电容器 き 容 よう 值较小 しょう (μ みゅー F或 ある 更 さら 小 しょう ),陶 とう 瓷碟型 がた 电容会 かい 有 ゆう 金属 きんぞく 的 てき 镀层,导线的 てき 引线会 かい 焊接在 ざい 镀层上 じょう 。较大容 よう 值的电容会 かい 用 よう 多 た 层电极板或 ある 碟型的 てき 层叠方式 ほうしき ,较大容 よう 值的电容一般 いっぱん 会 かい 用 よう 金属 きんぞく 箔 はく 或 ある 是 ぜ 镀在介 かい 质箔表面 ひょうめん 的 てき 金属 きんぞく 薄膜 うすまく 层来做为电极板 ばん ,以及用 もちい 浸 びた 渍过介 かい 电材料 りょう 的 てき 电绝缘纸 或 ある 塑胶形 がた 的 てき 的 てき 绝缘层。一般这些箔或薄膜会层叠卷起来以节省空间。为了减少长电极板的 てき 串 くし 联电阻及电感,电极板 ばん 及介电质的 てき 配置 はいち 会 かい 让引线接在 ざい 圆筒状 じょう 卷 まき 曲 きょく 箔 はく 某 ぼう 一 いち 侧的圆,而不是 ぜ 接 せっ 在 ざい 卷 まき 曲 きょく 箔 はく 的 てき 末端 まったん 。
电容在 ざい 组装时会将 はた 内部 ないぶ 包 つつみ 裹起来 らい ,避免湿 しめ 气进入 にゅう 介 かい 电质。早期 そうき 的 てき 无线电设备是用 よう 用 よう 蜡密封 みっぷう 的 てき 纸板管 かん 。现代的 てき 纸质或 ある 是 ぜ 薄膜 うすまく 电容会 かい 浸入 しんにゅう 硬 かた 质热塑性 そせい 塑料中 ちゅう 。高 こう 压的大 だい 电容会 かい 将 はた 卷 まき 曲 きょく 箔 はく 压缩,使 つかい 其可以装入 にゅう 长方体 ほうたい 的 てき 外 そと 壳中,有 ゆう 螺 にし 栓 せん 连接的 てき 端子 たんし 和 わ 衬套进行连接。较大容量 ようりょう 的 てき 电容一般其内部会浸入液体以提升其性能。
几个轴向引线的 てき 电解电容
电容器 き 的 てき 引脚也有 やゆう 许多不同 ふどう 的 てき 组态,例 れい 如轴向 むかい (axially)或 ある 径 みち 向 むかい (radially)的 てき 。轴向引线表示 ひょうじ 二个引线在同一直线上,一般也就是圆柱型电容器的轴,二个引线分别在圆柱型两侧圆形的圆心位置。径 みち 向 むかい (radially)引线不 ふ 是延 これのぶ 著 ちょ 圆柱形 がた 的 てき 半径 はんけい 往外延伸 えんしん ,只 ただ 是 ぜ 二个引线会放在圆柱型某一侧的圆上,离圆心 しん 有 ゆう 一 いち 段 だん 距离的 てき 位置 いち ,两引线也会 かい 互相平行 へいこう 。
小型 こがた 、价格便宜 べんぎ 的 てき 碟型陶 とう 瓷电容 よう 自 じ 1930年代 ねんだい 起 おこり 就开始 はじめ 使用 しよう ,现今仍广泛使用 しよう 。1980年代 ねんだい 起 おこり ,许多小 しょう 容量 ようりょう 的 てき 电容已 やめ 普遍 ふへん 使用 しよう 表面 ひょうめん 安 あん 装 そう 技 わざ 术 (SMD)的 てき 封 ふう 装 そう 。此封装 そう 方式 ほうしき 的 てき 体 からだ 积非常 ひじょう 小 しょう ,而且没 ぼつ 有 ゆう 引线,可 か 以直接 ちょくせつ 焊接在 ざい 印刷 いんさつ 电路板 ばん 上 うえ 。SMD的 てき 电容器 き 件 けん 避免了 りょう 因 いん 为引线而产生的 てき 高 だか 频效应,也简化 か 自 じ 动化的 てき 生 なま 产,不 ふ 过也因 いん 为尺寸 しゃくすん 小 しょう ,人工 じんこう 焊接会 かい 比 ひ 较困难。
机 つくえ 械性可 か 控 ひかえ 变容器 き 的 てき 电极板 ばん 位置 いち 可 か 以调整 せい ,例 れい 如是 にょぜ 用 よう 移 うつり 转或是 ぜ 滑 すべり 动的方式 ほうしき ,使 つかい 活 かつ 动电极板对正(或 ある 不 ふ 对正)固定 こてい 的 てき 电极板 ばん 。低 てい 成本 なりもと 的 てき 变容器 き 会 かい 让铝板 ばん 及塑胶板交错排列 はいれつ ,再 さい 配合 はいごう 电子微 ほろ 调器 。变容二 に 极管 (varactor、varicaps)可 か 以用电气方式 ほうしき 控 ひかえ 制 せい 电容量 りょう ,是 ぜ 耗散区 く (depletion region)随 ずい 电压改 あらため 变的反 はん 向 こう 偏 へん 置 おけ 二 に 极管 ,常用 じょうよう 在 ざい 锁相环 及其他 た 应用中 ちゅう 。
电容器 き 的 てき 电路符号 ふごう (卝)
电容器 き (固定 こてい 电容器 き )
极性电容器 き
可 か 变电容器 ようき
Polarized capacitor symbol
Polarized capacitor symbol 2
Polarized capacitor symbol 3
Polarized capacitor symbol 4
电容器 き 在 ざい 电子电机系 けい 统中有 ちゅうう 许多种用途 ようと 。
当 とう 电容器 き 和 わ 其充电线路 ろ 分 ぶん 离后,电容器 き 会 かい 储存能 のう 量 りょう ,因 いん 此可作 さく 为电池 ,提供 ていきょう 短 たん 时间的 てき 电力。电容器 き 常用 じょうよう 在 ざい 配合 はいごう 电池使用 しよう 的 てき 电子设备中 ちゅう ,在 ざい 更 さら 换电池 ち 时提供 ていきょう 电力,避免储存的 てき 资料因 いん 没 ぼつ 有 ゆう 电力而消失 しょうしつ 。
电容器 き 也常用 じょうよう 在 ざい 电源供 きょう 应器 中 なか ,可 か 缓和全 ぜん 桥或半 はん 桥整流 せいりゅう 器 き 的 てき 输出。电容器 き 也可用 よう 在 ざい 电容泵浦 (charge pump)电路中 ちゅう ,储存能 のう 量 りょう ,以产生 せい 比 ひ 输入电压更 さら 高 だか 的 てき 电压。
在 ざい 许多的 てき 电子设备及较大 だい 的 てき 电力系 けい 统〔如工厂〕中 ちゅう ,为了提供 ていきょう 信号 しんごう 电路或 ある 控 ひかえ 制 せい 电路一 いち 个“干 ひ 净的”的 てき 电源,常 つね 将 しょう 电容器 き 和 わ 电源电路并联。如音响系统会用 よう 数 すう 个电容 よう 去 さ 除 じょ 由 よし 电源线上传来60Hz へるつ 的 てき 信号 しんごう 。电容可 か 储存直流 ちょくりゅう 的 てき 电源,同 どう 时让电源的 てき 交流 こうりゅう 电流有 ゆう 旁 つくり 路 ろ 的 てき 路 ろ 径 みち 。在 ざい 车用音 おん 响 系 けい 统中,就常使用 しよう 电容器 き 来 らい 补偿蓄电池 ち 瞬 まどか 时输出 で 功 こう 率 りつ 的 てき 不足 ふそく 。
功 こう 率 りつ 因数 いんすう 更正 こうせい (改善 かいぜん )[ 编辑 ]
电容器 き 可 か 使用 しよう 在 ざい 需要 じゅよう 功 こう 率 りつ 因数 いんすう 更正 こうせい 的 てき 场合中 ちゅう ,在 ざい 这种情 じょう 形 がた 时,常常 つねづね 是 ぜ 三 さん 个电容器 ようき 配合 はいごう 三 さん 相 そう 的 てき 负载 使用 しよう 。此时电容器 き 的 てき 单位不 ふ 用法 ようほう 拉 ひしげ 计算,而是使用 しよう 无功功 こう 率 りつ (Reactive Power),单位为乏 とぼし (VAR)。加入 かにゅう 电容器 き 的 てき 目的 もくてき 是 ぜ 因 いん 抵消电动机 つくえ 或 ある 日光 にっこう 灯 とう 等 とう 电感性 せい 负载的 てき 影 かげ 响,使 つかい 负载尽 つき 量 りょう 接近 せっきん 电阻性 せい 负载。
VAR = V2 × 2 π ぱい f C
上述 じょうじゅつ 公式 こうしき 中 ちゅう V:电压(V),f :频率(Hz),C:电容量 りょう (F)
如改使用 しよう 千 せん 乏 とぼし (kVAR)与 あずか 微 ほろ 法 ほう 拉 ひしげ (μ みゅー F)为单位 い ,则公式 しき 变成:
kVAR = V2 × 2 π ぱい f C × 10-6 ÷ 1000 = V2 × 2 π ぱい f C × 10-9
由 よし 于电容器 ようき 阻隔 そかく 直流 ちょくりゅう 信号 しんごう 通 つう 过的特性 とくせい ,电容器 き 常用 じょうよう 来 らい 过滤信号 しんごう 直流 ちょくりゅう 的 てき 部分 ぶぶん ,只 ただ 留 とめ 下 か 交流 こうりゅう 的 てき 信号 しんごう ,称 しょう 为交流 こうりゅう 耦合(有 ゆう 时也会 かい 用 よう 变压器 き 来 らい 达到类似目的 もくてき )。用 もちい 在 ざい 交流 こうりゅう 耦合用途 ようと 的 てき 电容器 き 会 かい 有 ゆう 较大的 てき 电容量 りょう ,其电容 よう 值不需很精 せい 确,但 ただし 在 ざい 信号 しんごう 交流 こうりゅう 成分 せいぶん 流 りゅう 过时,电容需有低 ひく 的 てき 感 かん 抗 こう 值。为这种用途 ようと 被 ひ 设计成 なり 适合穿 ほじ 过一个金属控制板的电容,被 ひ 称 しょう 为穿心 こころ 电容,在 ざい 电路图上穿 ほじ 心 こころ 电容与 あずか 其他电容器 き 的 てき 符号 ふごう 有 ゆう 细微的 てき 差 さ 别。
在 ざい 显卡 上 うえ 的 てき 电容器 き
噪声过滤器 き 、电动机 つくえ 启辉器 き 及减震 ふるえ 缓冲器 き [ 编辑 ]
当 とう 电感 有 ゆう 电流流 りゅう 过,而瞬间开关开路 ろ 时,因 いん 开关无法流 りゅう 过电流 りゅう ,电感电流瞬 まどか 间降到 いた 零 れい ,会 かい 在 ざい 开关或 ある 继电器 き 两端产生高 だか 电压。若 わか 电感较大时,其能量 りょう 会 かい 产生火花 ひばな ,使 つかい 得 とく 接点 せってん 氧化或 ある 熔化接合 せつごう ,或 ある 造成 ぞうせい 固 かた 态开关的损坏。若 わか 在 ざい 开关旁 つくり 并联缓冲电容 (Snubber capacitor),可 か 以在开关开路时,提供 ていきょう 电感电流路 ろ 径 みち 通 どおり 过,可 か 以延长开关的寿命 じゅみょう 。例 れい 如在汽车点火 てんか 系 けい 统的断 だん 路 ろ 器 き 就会并联一 いち 缓冲电容。
在 ざい 功 こう 率 りつ 较小的 てき 系 けい 统中,产生的 てき 火花 ひばな 不 ふ 会 かい 造成 ぞうせい 开关损坏,但 ただし 产生的 てき 高 だか 电压会 かい 产生射 い 频干扰 (Radio Frequency Interference, RFI),若 わか 加 か 装 そう 缓冲电容即 そく 可 か 减少因 いん 开关开路带来的 てき 干 ひ 扰。缓冲电容一般会串联低阻值的电阻,可 か 以消耗 しょうもう 能 のう 量 りょう 及降低 てい 射 い 频干扰。
感 かん 应电动机需要 じゅよう 一个随着时间变化其角度的旋转磁场 ,才能 さいのう 正常 せいじょう 工作 こうさく 。三 さん 相 そう 感 かん 应电动机可 か 以直接 ちょくせつ 由 よし 三 さん 相 そう 电源 产生旋转磁场,若 わか 是 ぜ 单相感 かん 应电动机,则需在 ざい 启动时加装 そう 一 いち 电容器 き ,利用 りよう 电容器 き 和 わ 电动机 つくえ 电感的 てき 相 しょう 位 い 差 さ 产生旋转磁场,使 つかい 电动机 つくえ 启动,此电容 よう 称 しょう 为启动电容 。
储存于电容器 ようき 中 ちゅう 的 てき 能 のう 量 りょう 可用 かよう 来 き 表 おもて 达信 しん 息 いき ,如电脑 中 なか 的 てき 二 に 进制形式 けいしき ,或 ある 开关电容电路与 あずか “水 みず 桶 おけ 队列延 のべ 迟线”(bucket-brigade delay lines)中 ちゅう 的 てき 模 も 拟形式 しき 。电容器 き 可 か 被 ひ 应用在 ざい 模 かたぎ 拟电路 ろ 中 ちゅう 做为积分器 き (integrators)或 ある 更 さら 复杂滤波器 き 的 てき 组件,也用在 ざい 负反馈 环路稳定性 せい 中 ちゅう 。信号 しんごう 处理电路也用电容器 き 对电路 ろ 信号 しんごう 求 もとむ 积分 (integral)
电容器 き 及电感器 き 在 ざい 调谐电路 中 ちゅう 用 よう 来 らい 选择固定 こてい 频率 范围内 ない 的 てき 信号 しんごう 。例 れい 如,收 おさむ 音 おと 机 つくえ 的 てき 接收 せっしゅう 器 き 就利用 りよう 可 か 变电容器 ようき 来 らい 调整接收 せっしゅう 的 てき 频率。
收 おさむ 音 おと 机 つくえ 所用 しょよう 的 てき 可 か 变电容器 ようき 通常 つうじょう 为方形 がた 塑封,介 かい 质为塑料薄膜 うすまく ,通常 つうじょう 有 ゆう 两个互不相 しょう 连的定 てい 片 かた 和 わ 一个动片组成,容量 ようりょう 相 しょう 同 どう 的 てき 双 そう 联单抽头叠层电容,最大 さいだい 电容为几十 じゅう nF,用 よう 于更改 こうかい 接收 せっしゅう 电台频率,也有 やゆう 其他引脚的 てき 型 がた 号 ごう ,例 れい 如双抽头二 に 双 そう 联6脚 きゃく ,用 よう 于调频调幅 はば ;而另一 いち 种可能 かのう 出 で 现在收 おさむ 音 おと 机 つくえ 等 とう 无线收 おさむ 发电路 ろ 的 てき 可 か 变电容 よう 容量 ようりょう 较小,2个引脚 あし ,塑封,通常 つうじょう 为数pf-数 すう 十 じゅう pf,一般调好后不再调节。
收 おさむ 音 おと 机 つくえ 接收 せっしゅう 器 き 接收 せっしゅう 的 てき 频率是 ぜ 电感(L)和 かず 电容(C)的 てき 函数 かんすう ,其式 それしき 如下:
f
=
1
2
π ぱい
L
C
{\displaystyle f={\frac {1}{2\pi {\sqrt {LC}}}}}
此频率 りつ 是 ぜ RLC串 くし 联电路 ろ 的 てき 共振 きょうしん 频率。
电容器 き 的 てき 应用多 た 半 はん 不 ふ 会 かい 改 あらため 变其物理 ぶつり 结构,而是利用 りよう 电容器 き 的 てき 特性 とくせい 来 らい 改 あらため 变电压或电流。不 ふ 过在固定 こてい 电压下 か ,若 わか 改 あらため 变介 かい 电质的 てき 物理 ぶつり 特性 とくせい 或 ある 电子特性 とくせい ,电容器 き 也可用 よう 在 ざい 感 かん 测应用 よう 上 じょう 。若 わか 使 つかい 空 そら 气可以渗透 とおる 到 いた 电容器 き 的 てき 介 かい 电质中 ちゅう ,可用 かよう 电容器 き 测量空 そら 气的湿度 しつど 。用 もちい 可 か 挠性的 てき 平板 へいばん 制作 せいさく 的 てき 电容器 き 则可测量应力 或 ある 压力 。在 ざい 电容式 しき 麦 むぎ 克 かつ 风中 なか ,电容一端可随空气压力而位移,另一端 はし 固定 こてい ,则可用 よう 电容作 さく 为声音 おん 的 てき 传感器 き 。
有 ゆう 些加速 かそく 计使用 しよう 芯 しん 片 へん 上刻 じょうこく 蚀的微 ほろ 机 つくえ 电 电容来 らい 测量加速度 かそくど 的 てき 方向 ほうこう 及大小 しょう 。如此用 よう 在 ざい 倾斜仪或汽车安全 あんぜん 气囊的 てき 传感器 き 中 ちゅう ,测量加速度 かそくど 的 てき 变化。
电感 值低、耐 たい 高 だか 电压的 てき 大 だい 电容组(capacitor banks)常用 じょうよう 来 らい 提供 ていきょう 脉冲功 こう 率 りつ 应用需要 じゅよう 的 てき 大 だい 电流。这类的 てき 应用包括 ほうかつ 了 りょう 电磁成形 せいけい (electromagnetic forming)、Marx脉冲发生器 き 、脉冲镭射 (尤 ゆう 其是TEA镭射 )、脉冲形成 けいせい 网络 、雷 かみなり 达 、核 かく 聚变研究 けんきゅう 及粒子 りゅうし 加速器 かそくき 。
大型 おおがた 电容组被用 よう 做桥梁 はり 爆破 ばくは 炸药、核 かく 武器 ぶき 里 さと 面 めん 的 てき 起爆 きばく 装置 そうち 和 わ 其他特殊 とくしゅ 武器 ぶき 里 さと 面 めん 。利用 りよう 电容组作为电磁式装甲 そうこう (electromagnetic armor)、动能混合 こんごう 型 がた 弹药(railguns)和 かず 轨道一线圈混合发射器的电源的试验性工作正在进行。
电容的 てき 潜在 せんざい 危险及安全 あんぜん 性 せい [ 编辑 ]
在 ざい 电容充 たかし 电后关闭电源,电容内 ない 的 てき 电荷仍可能 かのう 储存很长的 てき 一 いち 段 だん 时间。此电荷足 にあし 以产生 せい 电击,或 ある 是 ぜ 破 やぶ 坏相连结的 てき 仪器。一个抛弃式相机闪光模组由1.5V AA 干 ひ 电池充 たかし 电,看 み 似 に 安全 あんぜん ,但 ただし 其中的 てき 电容可能 かのう 会 かい 充 たかし 电到300V,300V的 てき 电压产生的 てき 电击会 かい 使 つかい 人 じん 非常 ひじょう 疼痛 とうつう ,甚至可能 かのう 致命 ちめい 。
许多电容的 てき 等 とう 效 こう 串 くし 联电阻 (ESR)低 てい ,因 いん 此在短 たん 路 ろ 时会产生大 だい 电流。在 ざい 维修具有 ぐゆう 大 だい 电容的 てき 设备之 の 前 まえ ,需确认电容 よう 已 やめ 经放电完毕。为了安全 あんぜん 上 じょう 的 てき 考量 こうりょう ,所有 しょゆう 大 だい 电容在 ざい 组装前 ぜん 需要 じゅよう 放 ひ 电。若 わか 是 ぜ 放 ひ 在 ざい 衬底上 じょう 的 てき 电容器 き ,可 か 以在电容器 き 旁 つくり 并联一 いち 泄放电阻 。在 ざい 正常 せいじょう 使用 しよう 时,泄放电阻的 てき 漏 も 电流小 しょう ,不 ふ 会 かい 影 かげ 响其他 た 电路。而在断 だん 电时,泄放电阻可 か 提供 ていきょう 电容放 ひ 电的路 ろ 径 みち 。高 こう 压的大 だい 电容在 ざい 储存时需将 はた 其端子 たんし 短 たん 路 ろ ,以确保 ほ 其储存 そん 电荷均 ひとし 已 やめ 放 ひ 电,因 いん 为若电容在 ざい 安 あん 装 そう 时突然 しか 放 ひ 电,产生的 てき 电压可能 かのう 会 かい 造成 ぞうせい 危险。
大型 おおがた 老 ろう 式 しき 的 てき 油 あぶら 浸 ひた 电容器 き 中 ちゅう 含有 がんゆう 多 た 氯联苯 (poly-chlorinated biphenyl),因 いん 此丢弃时需妥善 ぜん 处理,若 わか 未 み 妥善处理,多 た 氯联苯会进入地下水 ちかすい 中 なか ,进而污染饮用水 すい 。多 た 氯联苯是致癌物 ぶつ 质 ,微量 びりょう 就会对人体 じんたい 造成 ぞうせい 影 かげ 响。若 わか 电容器 き 的 てき 体 からだ 积大,其危险性更 さら 大 だい ,需要 じゅよう 格外 かくがい 小心 しょうしん 。新 しん 的 てき 电子零 れい 件 けん 中 ちゅう 已 やめ 不 ふ 含多氯联苯。
高 こう 电压的 てき 电容器 き 若 わか 在 ざい 启动时加入 かにゅう 缓启动 的 てき 机 つくえ 制 せい ,限 げん 制 せい 其突入 とつにゅう 电流,可 か 以延长其设备寿命 じゅみょう ,提 つつみ 升 ます 器 き 件 けん 可 か 靠 もたれ 度 ど ,也可以避免 めん 高 だか 电压下 か 造成 ぞうせい 的 てき 危害 きがい 。
在高 ありだか 电压和 わ 强 きょう 电流下 か 工作 こうさく 的 てき 电容有 ゆう 着 ぎ 超 ちょう 出 で 一般 いっぱん 的 てき 危险。
高 こう 电压电容在 ざい 超 ちょう 出 で 其标称 しょう 电压下 か 工作 こうさく 时有可能 かのう 发生灾难性 せい 的 てき 损坏。绝缘 材料 ざいりょう 的 てき 故障 こしょう 可能 かのう 会 かい 导致在 ざい 充 たかし 满油(通常 つうじょう 这些油 ゆ 起 おこり 隔 へだた 绝空气的作用 さよう )的 てき 小 しょう 单元产生电弧致使绝缘液体 えきたい 蒸 ふけ 发,引起电容凸 とつ 出 で 、破裂 はれつ 甚至爆 ばく 炸,而爆炸会将 はた 易 えき 燃 もえ 的 てき 油 あぶら 弄 ろう 的 てき 到 いた 处都是 ぜ 、起 おこり 火 ひ 、损坏附近 ふきん 的 てき 设备。硬 かた 包装 ほうそう 的 てき 圆柱状 じょう 玻璃 はり 或 ある 塑料电容比 ひ 起 おこり 通常 つうじょう 长方体 ほうたい 包装 ほうそう 的 てき 电容更 さら 容易 ようい 炸裂 さくれつ ,而后者 しゃ 不 ふ 容易 ようい 在高 ありだか 压下裂 きれ 开。
被 ひ 用 よう 在 ざい 射 い 频 电路中和 ちゅうわ 长期在 ざい 强 きょう 电流环境工作 こうさく 的 てき 电容会 かい 过热,特 とく 别是电容中心 ちゅうしん 的 てき 卷 まき 筒 とう 。即 そく 使 つかい 外部 がいぶ 环境温度 おんど 较低,但 ただし 这些热量不能 ふのう 及时散发出去 さ ,集 しゅう 聚在内部 ないぶ 可能 かのう 会 かい 迅速 じんそく 导致内部 ないぶ 高 だか 热从而导致电容 よう 损坏。
在高 ありだか 能 のう 环境下 か 工作 こうさく 的 てき 电容组,如果其中一 いち 个出现故障 こしょう ,使 つかい 电流突然 とつぜん 切断 せつだん ,其他电容中 ちゅう 储存的 てき 能 のう 量 りょう 会 かい 涌向出 で 故障 こしょう 的 てき 电容,这就即 そく 有 ゆう 可能 かのう 出 で 现猛烈 もうれつ 的 てき 爆 ばく 炸。
高 こう 电压真空 しんくう 电容即 そく 使 し 在 ざい 正 せい 确使用 しよう 时,也会发出一定 いってい 的 てき X射 い 线 。适当的 てき 密封 みっぷう 方式 ほうしき 、熔断机 つくえ 制 せい (fusing)和 わ 预防性 せい 维护 会 かい 帮助减少这些潜在 せんざい 的 てき 危险。
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