电容器的原理及分类_其他电容_电解电容网

电容器的定义:

电容器是电子设备中常用的电子元件。任何两块金属导体中间隔以绝缘体,就构成了电容器,金属导体称极板,绝缘体称介质。电容器通常简称其为电容,用字母C表示。根据不同的理解可定义为以下两种:

定义1:电容器,顾名思义,是‘装电的容器’,是一种容纳电荷的器件。英文名称:capacitor。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直,耦合,旁路,滤波,调谐回路,能量转换,控制电路等方面。

定义2:电容器,任何两个彼此绝缘的导体(包括导线)间都构成一个电容器。

电容器能够储存电荷而产生电场,所以它是储能元件。电容量是电容器的重要参数,它是电容器椒板上的带电量Q与电容器两端电压U之比。即:

????????????C=Q/U

式中: C——电容,F

??????Q——电量,C

??????U——电压,V

在实际应用中法 (F) 单位太大,一般用微法(μF)或皮法(pF)作单位,它们的关系是:

??????1F=106μF????1μF=106pF????1F=10l2pF

??????

电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制电路等方面。用C表示电容,电容单位有法拉(F)、微法拉(uF)、皮法拉(pF),1F=10^6uF=10^12pF

电容器基本原理

电容器的电路符号很形象的表明了它的根本功能:隔直通交。电容器的一切功用都源自于此。对于恒定直流电来说,理想的电容器就像一个断开的开关,表现为开路状态;而对于交流电来讲,理想电容器则为一个闭合开关,表现为通路状态。

事实上,电容器并非立刻将直流电阻隔,当电路刚接通时,电路中会产生一个极大的电流值,然后随着电容器不断充电,极板电压逐渐增强,电路中的电流在不断减小,最终电容器电压和电源电压相等且反向,从而达到和电源平衡的状态。而在交流电方面,为方便记忆,我们可以不太严谨但形象的认为交流电能够“跳过”电容器这道“峡谷”,从而保持“正常传导”。

这里有很关键的一点需要明确:无论是直流环境还是交流环境,理想的电容器内部是不会有任何电荷(电流)通过的,只是两极板电荷量对比发生了变化,从而产生了电场

电容器的原理是什么?

??重点提示:电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。

电容器包括固定电容器和可变电容器两大类,其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。

超级电容器的原理

超级电容器是一种电容量可达数千法拉的极大容量电容器。以美国库柏Cooper公司的超级电容为例,根据电容器的原理,电容量取决于电极间距离和电极表面积,为了得到如此大的电容量,要尽可能缩小超级电容器电极间距离、增加电极表面积,为此,采用双电层原理和活性炭多孔化电极。

超级电容器双电层介质在电容器的二个电极上施加电压时,在靠近电极的电介质界面上产生与电极所携带的电荷极性相反的电荷并被束缚在介质界面上,形成事实上的电容器的二个电极。很明显,二个电极的距离非常小,只有几nm.同时活性炭多孔化电极可以获得极大的电极表面积,可以达到200 m2/g。因而这种结构的超级电容器具有极大的电容量并可以存储很大的静电能量。就储能而言,超级电容器的这一特性介于传统电容器与电池之间。当二个电极板间电势低于电解液的氧化还原电极电位时,电解液界面上的电荷不会脱离电解液,超级电容器处在正常工作状态(通常在3 V以下),如果电容器二端电压超过电解液的氧化还原电极电位,那么,电解液将分解,处于非正常状态。随着超级电容器的放电,正、负极板上的电荷被外电路泄放,电解液界面上的电荷响应减少。由此可以看出超级电容器的充放电过程始终是物理过程,没有化学反应,因此性能是稳定的,与利用化学反应的蓄电池不同。

电容器的分类

电容器的类型通常以电介质的种类作为区分标准。严格来说电容器的种类很多,不过由于很多种类在日常生活中使用极少或者可以被其他类所取代,所以笔者在此仅介绍现代最常用的几种类型。当前常见的电容器可以分为五大类:云母电容器、陶瓷电容器、薄膜电容器、电解电容器、可调电容器。

以介质材料分类,电容器可分为:空气介质电容器、液体介质电容器、有机介质电容器、无机介质电容器以及电解质电容器等。

根据电容量调节形式的不同,电容器还可以分为固定电容器、可变电容器、半可变电容器(微调电容器)等。

电容器的分类

1.按照结构分三大类:固定电容器。可变电容器和微调电容器。

2.按电解质分类有:有机介质电容器。无机介质电容器。电解电容器和空气介

质电容器等。

3.按用途分有:高频旁路。低频旁路。滤波。调谐。高频耦合。低频耦合。小型

电容器。

4.频旁路:陶瓷电容器。云母电容器。玻璃膜电容器。涤纶电容器。玻璃釉电容

器。

5.低频旁路:纸介电容器。陶瓷电容器。铝电解电容器。涤纶电容器。

6.滤波:铝电解电容器。纸介电容器。复合纸介电容器。液体钽电容器。

7.调谐:陶瓷电容器。云母电容器。玻璃膜电容器。聚苯乙烯电容器。

8.高频耦合:陶瓷电容器。云母电容器。聚苯乙烯电容器。

9.低耦合:纸介电容器。陶瓷电容器。铝电解电容器。涤纶电容器。固体钽电容

器。

10.小型电容:金属化纸介电容器。陶瓷电容器。铝电解电容器。聚苯乙烯电容器。固体钽电容器。玻璃釉电容器。金属化涤纶电容器。聚丙烯电容器。云母电容器。


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