电容器 (1)

1电容器的相关研究指导老师：杨晓梅制作人：刘霄霞陈慧娟王润宏马腾飞班级：06级物教（1）班时间：07年10月17日2提纲电容器的起源电容器的定义电容器的联接电容器的种类电容器的应用3电容器的起源在人类开始认识和研究电现象时,一个重要问题就是如何储存来之不易的电荷.荷兰莱顿大学的一位教授在1746年发明的莱顿瓶是世界上第一个电容器.富兰克林从1750年起用莱顿瓶做过许多实验和演示.那时欧洲的电技师们甚至把用莱顿瓶电击鸟类和其他一些动物的表演作为谋生手段.传说在1780年前欧洲人还曾用其所储存的静电能来治疗牙疼.4电容器的定义一个导体B包围成一空腔,另一导体A被绝缘地固定在该空腔之中,这时当导体A带一定电量,导体B的内表面必定带等量异号的电量,由于导体B的屏蔽作用,导体A和B之间的电势差将仅与导体A的电量成正比,与导体B周围的其他带电体后导体无关,这种特殊的导体组称为电容器,组成电容器的两个导体分别称为电容器的两个极板.电容器的电容与电容器的带电状态无关,完全由电容器的几何结构决定.电容器的大小反映了当电容器两极间存在一定电势差时,极板上储存电量的多少.5电容器的联接电容器的性能规格中有两个主要指标,一是电容数值,二是耐压能力.耐压能力是指安全使用时两极板加的最大电压.如果超过此电压,则电容器中的电介质有被击穿的危险,电介质击穿后就失去了绝缘性质,电容就损坏.在实际工作中,常常会遇到电容器的电容量不合要求或电容器的耐压不合要求,这时我们可以把几个电容器并联或串联起来使用.实用中可根据需要选择.6电容器的并联和串联1,并联:把每一个电容器的一个极板接到一个共同点A,而另一个极板接到另一个共同点B,称这些电容器为并联.特点:加在各并联电容器上的电压相同.并联电容器的总电容等于每个电容器的电容之和.即C=C1+C22,串联:每一个电容器的一个极板与另一个极板顺次联接,称之为串联.串联电容器总电容的倒数等于各电容器电容倒数之和.1/C=1/C1+1/C27电容器的工作原理在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般1μF以上的电容均为电解电容，而1μF以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正（+）、负（-）极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（学了以后的教程，可以用万用表观察），我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程，称为电容器的放电。8电容器的种类（1）1．铝电解电容器：它是由铝圆筒做负极、里面装有液体电解质，插人一片弯曲的铝带做正极制成。还需经直流电压处理，做正极的片上形成一层氧化膜做介质。其特点是容量大、但是漏电大、稳定性差、有正负极性，适于电源滤波或低频电路中，使用时，正、负极不要接反。2．钽铌电解电容器：它用金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。其特点是：体积小、容量大、性能稳定、寿命长。绝缘电阻大。温度性能好，用在要求较高的设备中。3．陶瓷电容器：用陶瓷做介质。在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成。其特点是：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。铁电陶瓷电容容量较大，但损耗和温度系数较大，适用于低频电路。9电容器的种类（2）4．云母电容器：用金属箔或在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。其特点是：介质损耗小、绝缘电阻大。温度系数小，适用于高频电路。5.薄膜电容器：结构相同于纸介电容器，介质是涤纶或聚苯乙烯。涤纶薄膜电容，介质常数较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。6.纸介电容器：用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是固有电感和损耗比较大，适用于低频电路。7金属化纸介电容器：结构基本相同于纸介电容器，它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代金属箔，体积小、容里较大，一般用于低频电路。10有关图片11电容器的应用举例举一个现实生活中的例子，我们看到市售的整流电源在拔下插头后，上面的发光二极管还会继续亮一会儿，然后逐渐熄灭，就是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波，不知你有没有用整流电源听随身听的经历，一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容，造成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容（1000μF，注意正极接正极），一般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响，都要用至少1万微法以上的电容器来滤波，滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流，而且大电容的储能作用，使得突发的大信号到来时，电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时，大电容的作用有点像水库，使得原来汹涌的水流平滑地输出，并可以保证下游大量用水时的供应。12电容器的作用电容器在电子线路中的作用一般概括为：通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用，是电子线路必不可少的组成部分。在集成电路、超大规模集成电路已经大行其道的今天，电容器作为一种分立式无源元件仍然大量使用于各种功能的电路中，其在电路中所起的重要作用可见一斑。作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域，同电池等储能元件相比，电容器可以瞬时充放电，并且充放电电流基本上不受限制，可以为熔焊机、闪光灯等设备提供大功率的瞬时脉冲电流。电容器还常常被用以改善电路的品质因子，如节能灯用电容器。13旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路滤波：将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准，一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天14总结通过这次有关电容器种类及应用的课题研究，我们小组的成员对有关电容器的工作原理及知识有了更加深入和全面的了解。我们团队的力量在这次研究中起到了至关重要的作用，同时我们感谢杨老师给我们提供了这个展示自我的平台。学海无涯苦作舟，书山有路勤为径。同学们，只有经历了风雨才能见彩虹。我们一起努力吧！我们坚信路的前方总有一个驶向成功彼岸的站台。152007年10月29日