電容器(Capacitor)是兩金屬板之間存在絕緣介質(zhì)的一種電路元件。其單位為法拉,符號為F。電容器利用二個導體之間的電場來儲存能量,二導體所帶的電荷大小相等,但符號相反。
電容器原理
?電容器包括二個電極,二個電極儲存的電荷大小相等,符號相反。電極本身是導體,二個電極之間由稱為絕緣體(或稱為介電質(zhì))Dielectric,絕緣金屬隔開。這種金屬片通常用的是鋁片或是鋁箔,若用氧化鋁來做介質(zhì)的就是電解電容器。電荷會儲存在電極表面,靠近介電質(zhì)的部份。由于二個電極儲存的電荷大小相等,符號相反,因此電容器中始終保持為電中性。
?在下圖中,介電質(zhì)分子因電場影響而旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生反向的電場,因此抵消了部份原有的電場,這個效應稱為電極化。
圖解電容器
【任何兩個金屬板(不論大小), 中間隔開(中間可為任何絕緣體), 即構(gòu)成一個電容器】
負電荷會負相吸引,而儲存在電容器中,此即電容器名稱之來源電容器相關(guān)參數(shù)為電容量,儲存的電量,裡面的電壓,所儲存的能量等,將電容器可以比擬成一個水桶,可以比較容易理解相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)係
最重要的一個關(guān)係式為 Q=VC 或 V=Q/C
電容量 (C)
水桶直徑
儲存的電量 (Q)
儲存水量
裡面的電壓 (V)
水面高度
以V=Q/C 為例,可以想像成 水桶的水面高度等于總水量除以水桶直徑,如此講很容易理解電容器各項參數(shù)之間的關(guān)係
電容器裡面儲存的能量為每一個電荷上的電壓,相當于水桶所儲存的位能.
W=1/2 QV = 1/2 CV 2
【電池內(nèi)部的化學物質(zhì)會不斷的產(chǎn)生正負電荷,堆積在 正負端點上】
【當電池接上一個電容器的瞬間,會有電流產(chǎn)生 (電子的流動,即為電流)】
※(此時,相當于短路)
介質(zhì)種類
從介質(zhì)的種類來分,電容器可以分為四種:
(1)電解電容器如鋁電解電容器、鉭電解電容器等。
(2)有機電容器如紙介電容器、薄膜電容器(聚丙烯膜、聚酯膜、對聚苯硫醚膜等)。
(3)無機電容器(陶瓷、云母、空氣)。
(4)超級電容器(雙電層電容器、贗電容器)。
乾式與濕式電解電容器的分別
?乾式 - 其實也算濕的,稱為乾式的理由,只是因為它裡面的液體是容納在濕棉紗或紙或濃厚的動子裡。所以乾式電解電容器中就沒有像濕式有自由液體。
?濕式 - 電解電容器中有鋁箔浸在硼砂水溶液內(nèi),因為硼砂溶液是一種電解液,它作成容器中的傳導面。由電解作用在鋁箔表面形成一層氧化鋁。氧化鋁就成了鋁箔和電解液之間的介電質(zhì)。濕式電解電容器常常都是密封在一隻罐子裡。