摘要:电容的作用有:1、它可以使稳压器在输出的过程中变得均匀;2、也可以让负载随着需求降低,帮助相关器件储存足够的能量;3、满足电路电流的驱动变化,避免它们之间相互出现干扰的现象;4、它还可以缓解电压过高或过低。
电容器从名称来看就是容纳电荷的器皿,也许这样解释会被很多人嘲笑,不过电容器确实是一种储能元器件。
当两片导体靠在一起,中间用绝缘体隔离,这样就形成一个电容器,当两片导体分别连接正负电源时,会发现电路在瞬间呈短路状态而后又呈现断路状态,这个过程就是电容器在吸收并储存能量。
当电源分开后,短接电容器的两片导体会发出放电火花,说明当电源断开后,依然有能量被存储在电容器里,证明了电容器是一种储能元器件。
电容器的特性在交流电路中和直流电路中有着很大区别,在直流电路中,电容器充满电以后便处于断路状态,整个线路的电流为零。
而在交流电路中,由于交变电流的大小和方向不断变化,电容也在不断重复充放电过程,这样就始终参与电路的能量转换过程,看起来就像是短路一样,所以电容在电路中具有隔直通交的作用。
利用这一作用,可以使用电容进行滤波,这也是电容器最为广泛的应用,在实际应用中,电容器与电感线圈以及电阻相配合组成多种滤波电路,用于提升信号品质和提高电路抗干扰能力。
电容的隔直通交作用也应用于耦合电路,电容耦合器将信号中的直流杂波隔离,从而提高信号品质和提高电路抗干扰能力。
电容器能够通交流的特性,也使得不同规格容量的电容的谐振频率不同,通过这一特性,可以使用电容进行旁路、退耦、选频、消振、中和、分频、谐振等作用。
电容的充放电过程,也被应用于直流滤波电路,主要是将脉冲直流变换成比较平滑的直流,减少信号的脉动,让信号变得连续。
另外电容的充放电性能也可以用于定时、积分和微分运算等。
电容与二极管相互配合,利用电容放电电压与电源电压的叠加,使电压升高,这样的电路称为倍压电路,用于高电压低电流的电路,比如电击棍,在这里的电容起到的作用称为自举。
对于电容充放电能力的研究,也研发出超级电容,以其高效、实用、环保的特点,被广泛应用于新能源汽车的电源和PLC的记忆维持电源。
电容器的电流超前于电压,具有变换相位的作用,在单相电机中被用来进行启动,利用电容启动的单相电机称为电容电机。
电容在交流电路中还可以起到提升负载功率因数的作用,也就是无功补偿,用于补偿因广泛使用的感性负载造成的功率因数下降现象。
由于电容的结构局限,无法集成,这也是制约当前集成电路规模的一个重要原因。无论多么高技术的集成电路,都需要给大电容预留外接管脚,这也让整个电路板无法做的精小。
随着科技的发展,电容的发展越来越丰富,按照功能和介质的不同,可以将电容分成多种类型。
比如固定电容、可调电容、电解电容、陶瓷电容、高频电容、低频电容、滤波电容、耦合电容、调谐电容、旁路电容、纸介质电容、铝介质电容等等。
而对超级电容的研发更是未来科技发展的重点方向,未来电容还会有更广阔的空间留待我们去开发。