电容器
电容器,通常简称其容纳电荷的本领为电容,用字母c表示。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。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于电路中的隔直通交,耦合,旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制等方面。定义2:电容器,任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。
电容与电容器不同。电容为基本物理量,符号c,单位为f(法拉)。
通用公式c=q/u平行板电容器专用公式:板间电场强度e=u/d ,电容器电容决定式 c=εs/4πkd
随着电子信息技术的日新月异,数码电子产品的更新换代速度越来越快,以平板电视(lcd和pdp)、笔记本电脑、数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长,带动了电容器产业增长。
电容器作用
在直流电路中,电容器是相当于断路的。电容器是一种能够储藏电荷的元件,也是最常用的电子元件之一。
这得从电容器的结构上说起。最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)的前提条件下的。我们知道,任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度后,物质是都可以导电的,我们称这个电压叫击穿电压。电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见不到的,所以都是在击穿电压以下工作的,可以被当做绝缘体看。
但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通过电场的形式在电容器间通过的。
电容降压式电源中电容器的选用及注意事项
在常用的低压电源中,用电容器降压(实际是电容限流)与用变压器相比,电容降压的电源体积小、经济、可靠、效率高,缺点是不如变压器变压的电源安全。通过电容器把交流电引入负载中,对地有220v电压,人易触电,但若用在不需人体接触的电路内部电路电源中,本弱点也可克服。如冰箱电子温控器或遥控电源的开╱关等电源都是用电容器降压而制作的。
相对于电阻降压,对于频率较低的50hz交流电而言,在电容器上产生的热能损耗很小,所以电容器降压更优于电阻降压。
通过电容器电流的大小,受该电容器容抗xc=1╱(2πfc),xc的单位是欧姆;交流电频率f的单位是赫兹;电容器c的单位是法拉。
当将不同容量的电容器c(如图1所示),接入ac220v 50hz的交流电路时,其c的容抗及其所能通过的电流如附表所列。该电流即电容器c所能提供的最大电流值。
用电容器降压制作电源时,必须注意以下几点:
(1)经电容器降压后,必须如图2所示经整流、滤波及稳压二极管稳压后,才能获得电压稳定的电源(注:整流电路也可用半波整流)。
(2)电容器耐压最好在630v以上,并应用无极性的电容器,有极性电容器不能用。
(3)在电容器两端并联500k-1m的泄放电阻。
(4)若需要加电源开关,为防止浪涌电流对负载rl并联,如图3所示。
(5)在组装调试过程中要用1:1隔离变压器接入ac220v电路中,以防触电。
注意事项
由于电容器的两极具有剩留残余电荷的特点,所以,首先应设法将其电荷放尽,否则容易发生触电事故。处理故障电容器时,首先应拉开电容器组的断路器及其上下隔离开关,如采用熔断器保护,则应先取下熔丝管。此时,电容器组虽已经过放电电阻自行放电,但仍会有部分残余电荷,因此,必须进行人工放电。放电时,要先将接地线的接地端与接地网固定好,再用接地棒多次对电容器放电,直至无火花和放电声为止,最后将接地线固定好。同时,还应注意,电容器如果有内部断线、熔丝熔断或引线接触不良时,其两极间还可能会有残余电荷,而在自动放电或人工放电时,这些残余电荷是不会被放掉的。故运行或检修人员在接触故障电容器前,还应戴好绝缘手套,并用短路线短接故障电容器的两极以使其放电。另外,对采用串联接线方式的电容器还应单独进行放电。
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