我們都知道,電阻是會(huì)消耗電能的,而在這次的學(xué)習(xí)分享中,我們將要學(xué)習(xí)的是不消耗電能的電容元件?,F(xiàn)在,就讓我?guī)Т蠹襾?lái)進(jìn)一步玩轉(zhuǎn)電容元件吧。
電容電容,簡(jiǎn)單理解就是電荷的容器。下圖4-1就是一些實(shí)際的電容器件。在電路中,電容元件就是實(shí)際電容器件的理想化模型。
圖4-1
電容器是由中間充滿(mǎn)電介質(zhì)(如云母、絕緣紙、空氣等)的兩片金屬極板構(gòu)成。當(dāng)在電容器的兩個(gè)極板之間加上電壓時(shí),電容器就會(huì)儲(chǔ)存電荷。電容元件圖形符號(hào)的兩豎看起來(lái)就像電容器的兩個(gè)極板,分別充滿(mǎn)正負(fù)電荷。正負(fù)電荷量時(shí)刻相等,兩極板間會(huì)建立電場(chǎng),所以電容器是一種可以?xún)?chǔ)存電場(chǎng)能量的儲(chǔ)能元件。
圖4-2
如圖4-2所示,電容的單位是法拉,簡(jiǎn)稱(chēng)法(F),常用的單位是微法(μF)、皮法(pF)。前文提到,電容元件可以存儲(chǔ)電場(chǎng)能量,那么,它自然也可以釋放電場(chǎng)能量。電容元件的儲(chǔ)能性質(zhì),其充放電過(guò)程其實(shí)也是電荷的跑路過(guò)程。
顯然,電容元件的儲(chǔ)能并不是無(wú)限額的,就像我們坐電梯,電梯本身存在空間大小的不同,因此承重能力也不同。同樣,不同的電容元件也有不同的電容量,也有不同的額定電壓。如果電容器兩端的實(shí)際電壓超過(guò)它的額定電壓,介質(zhì)很可能就會(huì)被擊穿,損壞器件。
為了更好的學(xué)習(xí)電容元件的串并聯(lián)性質(zhì),我們拿典型的平行板電容器為例,它的電容C大小與兩極板正對(duì)面積S成正比,與兩板間距離d成反比??梢赃@樣理解,當(dāng)極板的面積越大,它能裝的電荷就會(huì)越多;電容器兩端電壓一定時(shí),板間距離越遠(yuǎn),板間電場(chǎng)強(qiáng)度越小,如下圖4-3所示。而其他類(lèi)型電容器的電容性質(zhì)的分析亦可參考平行板電容器。
圖4-3
知道了電容元件是怎么一回事,那么它的串并聯(lián)又是怎樣的呢?和電阻有什么差別呢?我們先來(lái)看電容元件的并聯(lián),如下圖4-4所示,并聯(lián)電容電路中,其等效電容為各并聯(lián)電容的和,即:Ceq=C1 C2 …… Cn。我們不難發(fā)現(xiàn),電容的并聯(lián)性質(zhì)和電阻的串聯(lián)性質(zhì)相似。
圖4-4
其實(shí),電容的并聯(lián)我們也能這樣看,如圖4-4的電路圖中,多個(gè)電容元件的并聯(lián)看起來(lái)就好像把電容元件的極板面積增大一樣,那么其等效電容自然也就增大。
學(xué)到這里,我相信電容的并聯(lián)對(duì)大家而言,完全不費(fèi)吹灰之力。那么就不作冗余講解,接下來(lái)我們直接進(jìn)入串聯(lián)電容的學(xué)習(xí)。
圖4-5
根據(jù)圖4-5的內(nèi)容,串聯(lián)電容電路中,等效電容的倒數(shù)等于各串聯(lián)電容倒數(shù)之和。我們可以發(fā)現(xiàn),電容的串聯(lián)性質(zhì)和電阻的并聯(lián)性質(zhì)相似。
其實(shí),電容的串聯(lián)也可以這么理解,多個(gè)電容元件的串聯(lián)看起來(lái)就如同把電容元件的板間距離拉長(zhǎng)一樣,那么其等效電容自然也就減小。
前文提到,電容器是有額定電壓的,對(duì)于存在串并聯(lián)電容的電路中,顯然對(duì)電壓是有限制的。所以,為了避免電容器的擊穿損壞,我們?cè)诜治鲇?jì)算存在電容元件的電路時(shí)要時(shí)刻注意電壓條件。
至此,這個(gè)部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)已經(jīng)七七八八了,不知道大家學(xué)得怎么樣,相信有了前面的基礎(chǔ)大家也是輕松掌握,但在掌握之余也不要忘記多多復(fù)習(xí)哦已達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果!同時(shí)也歡迎大家多評(píng)論收藏轉(zhuǎn)發(fā)~(技成培訓(xùn)原創(chuàng),作者:楊思慧,未經(jīng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載,違者必究!)