电感值、电容值的理解(下)

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1、电容器

电容器简称电容,它是衡量电容器存储电荷能力的物理参数,也就是电容的存储容量。除此之外,在相同的电压下,电容值越大,电容器极板上存储的电荷就越多。

电容值的定义:如果极板间的电压为1V,极板上存储的电荷为1C( 6.242*10^18个电子 ),那么电容器的电容就是1F。公式如下:

式中,电容值C的单位是F,电荷Q的单位为C,电压V的单位为V。可以看出,外加电压V相同时,极板上的电荷Q越大,电容值C就越大;

或者说电容越大、电压越高,则极板上的电荷就越多。

如果把电容器比喻成一个圆柱形水缸的话,电荷Q为水缸的体积,电压V是水缸的高度,而电容值C就是水缸的截面积。

电容器

2、电容量的作用

电容是用来在极板间建立强电场的。

3、电容对能量的贮存方式

对于电容来说,能量是在电容的极板间以电场的形式存储起来的。

4、电容量的计算公式(从生产制造的角度理解)

电容值的大小也与电容器的结构参数有关,取决于金属极板的面积、极板间的距离以及所使用的电介质的类型;而与电路的电参数是没有关系的。

电容的基本构成为:极板、间隙和电介质。极板的面积越大,就意味着有更大的面积来存储电荷;极板间的距离越小,电容就越大;介电常数越大,电容也越大。电容的公式为:

电容的公式

什么是电介质?

在电容两极板之间插入不同材料的绝缘体,会产生一个与原电场极性相反的反电场,这个反电场会使得极板上的电荷增加,从而造成电容器的电容值也随着增加。这些不同材料的绝缘体就叫做电介质,电介质中的电是产生反电场的意思,介质就是某种绝缘材料的意思。

电介质就是能够产生反电场的绝缘材料,插入这种材料的目的是在相同尺寸的情况下增加电容器的电容值。

电介质的介电强度

对于电介质来说,当外加电压使电介质击穿时,电介质中就有电流流过。单位长度所承受的最大电压代表了它的介电强度,这个电压称为击穿电压。

电容的最大工作电压

在保证不损坏电容、不改变电容特性的前提下,能够在电容两端所加的最大持续电压被定义为最大工作电压。对于大多数的电容来说,最大工作电压由介电强度决定。

5、电容两端的电压为什么不能突变

电容两端的电压在充电和放电阶段,会分别受到极板上电荷存储或释放速率的限制。换言之,由于极板上电荷的存储(或释放)需要时间,因此电容两端的电压不能突变,且有 V = Q/C。

本文转载自:鸟宿江边树的博客

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