?電容?是描述器件儲(chǔ)存電荷能力的物理量，定義為器件的電荷量與電勢(shì)差之比，常用符號(hào)C表示。電容的國(guó)際單位是法拉(F)。電容描述的是器件儲(chǔ)存電荷的能力。電容的定義是器件的電荷量與電勢(shì)之比，常用C表示。電容的量綱是L-2M-1T4I2，國(guó)際單位制下單位是F(法拉)。

電容的定義式為C=Q/U，其中C表示電容，Q表示電荷量，U表示電勢(shì)差。電容是電子設(shè)備中常用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直、耦合、旁路、濾波、調(diào)諧回路、能量轉(zhuǎn)換、控制電路等方面。

物理意義和作用

電容是描述電容器儲(chǔ)存電荷本領(lǐng)大小的物理量，其大小由電容器本身的構(gòu)造因素決定，與帶電量Q和電勢(shì)差U無(wú)關(guān)。電容的單位是法拉(F)，符號(hào)為F。平行板電容器的電容公式為C=εS/4πkd，其中ε為介電常數(shù)，S為極板面積，d為極板距離。

應(yīng)用領(lǐng)域

電容器在電源濾波、信號(hào)濾波、信號(hào)耦合、諧振、補(bǔ)償、充放電、儲(chǔ)能、隔離直流電路中都有應(yīng)用。此外，電容器還具有“通交流、隔直流”的特性，廣泛應(yīng)用于各種高、低頻電路和電源電路中，起退耦、耦合、濾波、旁路、諧振等作用。

電容的種類(lèi)可以從原理上分為：無(wú)極性可變電容、無(wú)極性固定電容、有極性電容等，從材料上可以分為：CBB電容(聚乙烯)，滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨(dú)石電容、電解電容、鉭電容等。

概述

幾乎所有的電路上都有一個(gè)電容，還有電阻和電感，它們是我們?cè)陔娮赢a(chǎn)品中使用的基本的無(wú)源元件。

電容是什么?

電容是一種能以電荷的形式儲(chǔ)存能量的裝置。與同樣大小的電池相比，電容能儲(chǔ)存的能量要小得多，大約比電池1萬(wàn)倍，但對(duì)于許多電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)卻足夠有用。

電容的構(gòu)造

電容是由兩塊金屬板構(gòu)成的，兩塊金屬板由一種叫做電介質(zhì)的絕緣材料隔開(kāi)。極板是導(dǎo)電的，通常由鋁、鉭或其他金屬制成，而電介質(zhì)可以由任何一種絕緣材料制成，如紙張、玻璃、陶瓷或任何阻礙電流流動(dòng)的材料。

電容的電容量(以法拉為單位)與兩個(gè)極板的表面積以及電介質(zhì)的介電常數(shù)ε成正比，而極板之間的距離越小，電容越大。話雖如此，現(xiàn)在讓我們來(lái)看看電容是如何工作的。

電容是如何工作的

首先，我們可以注意到，金屬通常具有等量的正電荷和負(fù)電荷粒子，這意味著它是中性的。

如果我們把電源或電池連接到電容的金屬極板上，就會(huì)有電流流動(dòng)，或者連接到電池正極的極板上的電子開(kāi)始移動(dòng)到連接到電池負(fù)極的極板上。然而，由于極板之間的介電介質(zhì)，電子將無(wú)法通過(guò)電容，因此它們將開(kāi)始在極板上積累。

當(dāng)一定數(shù)量的電子積聚在極板上后，電池將沒(méi)有足夠的能量推動(dòng)任何新的電子元件進(jìn)入極板，因?yàn)槟切┮呀?jīng)存在的電子的排斥作用。

此時(shí)，電容實(shí)際上已充滿電。第一極板產(chǎn)生了凈負(fù)電荷，第二極板產(chǎn)生了相等的凈正電荷，在它們之間產(chǎn)生了一個(gè)具有吸引力的電場(chǎng)，該電場(chǎng)保持電容的電荷。

電容介質(zhì)工作原理

讓我們看看介質(zhì)是如何增加電容的電容量的。電介質(zhì)中含有極性分子，這意味著它們可以根據(jù)兩塊板上的電荷改變方向。所以分子以這樣一種方式使更多的電子被吸引到負(fù)極板上，同時(shí)排斥更多的電子離開(kāi)正極板。

所以，一旦它充滿電，如果我們?nèi)〕鲭姵?，它將保持電荷很長(zhǎng)一段時(shí)間，作為能量?jī)?chǔ)存。

現(xiàn)在，如果我們通過(guò)一個(gè)負(fù)載來(lái)縮短電容的兩端，電流就會(huì)開(kāi)始流過(guò)負(fù)載。從第一個(gè)極板積累的電子將開(kāi)始向第二個(gè)極板移動(dòng)，直到兩個(gè)極板又恢復(fù)電中性。

這就是電容的基本工作原理，下面我們來(lái)看一些應(yīng)用實(shí)例。

電容的應(yīng)用

解耦旁路電容

解耦電容或旁路電容就是一個(gè)典型的例子，它們通常與集成電路一起使用，被放置在集成電路的電源和接地之間。

它們的工作是過(guò)濾電源中的任何噪聲，比如當(dāng)電源在很短的一段時(shí)間內(nèi)降低電壓或當(dāng)電路的一部分被切換導(dǎo)致電源波動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電壓波紋。在壓降發(fā)生的瞬間，電容暫時(shí)充當(dāng)電源，旁路主電源。

AC-DC轉(zhuǎn)換

另一個(gè)典型的應(yīng)用例子是用于DC直流適配器的電容。為了將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓，通常使用二極管整流器，但如果沒(méi)有電容的幫助，它將無(wú)法完成這項(xiàng)工作。

整流器的輸出是一個(gè)波形。因此，當(dāng)整流器的輸出上升時(shí)，電容充電，當(dāng)整流器的輸出下降時(shí)，電容放電，以這種方式平滑直流輸出。

信號(hào)濾波

信號(hào)濾波是電容的另一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。由于其特定的響應(yīng)時(shí)間，它們能夠阻止低頻信號(hào)，而允許更高的頻率通過(guò)。

它用于無(wú)線電接收器，用來(lái)去除不需要的頻率，也用于揚(yáng)聲器內(nèi)部的交叉電路，用于分離低音揚(yáng)聲器的低頻和高音揚(yáng)聲器的高頻。

電容作為能源存儲(chǔ)

電容的另一個(gè)相當(dāng)明顯的用途是用于能量?jī)?chǔ)存和供應(yīng)。雖然與同樣大小的電池相比，它們可以儲(chǔ)存相當(dāng)?shù)偷哪芰?，但它們的壽命要長(zhǎng)得多，而且能夠更快地傳遞能量，這使得它們更適合需要高爆發(fā)功率的應(yīng)用。