电容器的基础知识(1)
来源:汽车电子硬件设计 发布时间:2022-10-31 分享至微信

电容器是与电阻、线圈并存的三大被动元器件之一。不仅在电气或电子电路中会使用电容器,而且如果没有电容器电路就不会正常工作。这在智能手机和IoT设备、服务器和网络、以及无线通信系统之类的尖端设备上也是一样的。此外,电容器的性能会对各种电子设备的性能产生影响,因而已成为非常重要的零部件。


1.电容器的基本结构


简而言之,电容器是能够储蓄电能,并可在必要的时候放电的零部件。可蓄积起来的电能(电荷)与电池相比较少,因而在放出电荷(放电)时只能在短时间内供给电流,但是可反复进行充电(电荷的蓄积)和放电。


这里列出电容器的示意(模式)图。将绝缘体(电介质)平行地夹在金属板(电极)之间而构成的就是电容器。如果向该金属板(电极)间施加直流电压,就可将电荷蓄积起来。这就是电容器的蓄电原理。被蓄积起来的电荷量叫做静电电容,静电电容C是由绝缘体的介电常数ε、电极的表面积S、绝缘体的厚度d来决定的。


式中:

C:静电电容

Ε:绝缘体的介电常数

S:电极表面积

D:绝缘体的厚度


可通过增大绝缘体的介电常数ε,增大电极的表面积S,减薄绝缘体的厚度d来增大静电电容C。


此外,开关ON时,V0/R的电流就会流过,而在这里如果R=0,则理论上会有无限大的电流流过瞬间完成充放电。


然而,实际上因受到电容器本身具有的电阻成分(ESR)或配线电阻及电抗成分的影响而不会成为无限大,但电阻成分远比电池小,因而可以说是能够在瞬时进行充放电的零部件。


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