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根据电容的含义:“电荷的容纳(存储)”或“电场能量的容纳(存储)”,结合上文的电压定义,很显然,只要电位不相等,即有电压的存在,就表明有电场的存在。那么,置于电场中的电荷就会在电场的作用力下聚集并具有电场能量。这种产生电荷的聚集并具有电场能量的现象,就被称为电容效应。
电容效应存在于很多场合,例如不同相的导线之间、相线与零线之间、相线与地之间、二极管的电极之间等,因为它们之间有电压,所以会产生电容效应。看到这里,相信大家对电容也有了一定的了解,但这还不是**的答案!要想更深层次地掌握电容知识,“电容器”也是不可或缺的一部分。
电容器,就是根据电容效应而制成的常用的电路器件,把电容效应发挥到较大化,尽可能地使电荷聚集,从而形成足够大的电场,存储相应的电场能量。电容器在工程技术中应用非常广泛,它的种类、型号、规格繁多,但结构原理相同。简单来说,两个相互靠近的金属板。
中间夹一层不导电的绝缘介质(如绝缘纸、云母、空气等),这就构成了电容器。当给电容器的两金属板之间施加一个电压,也就是施加一个外电场,在这个外电场的作用力下,金属板的电荷发生聚集,例如接外电压正极(电源正极)的金属板,其正电荷因受到排斥力的作用向两较板间的方向聚集。
同样的,另一块金属板的负电荷也向两较板间的方向聚集。有了电荷的聚集,电容器的两金属板间就建立了一个电场,即存储了一定的电场能量,这就是电容器的储能性质。一句话形容就是,电容器吸收的能量以电场能量的形式存储在较板间的电场中。电容器的应用非常广泛,在不同电路中发挥着不同的作用。
如耦合、滤波、整流、无功补偿等。而要理解电容器的不同作用,就不得不了解电容器的相关特性,也就是其电路分析。电容元件和电容器都有电容两个字,那么它们有没有区别呢?电容元件是不是电容器?让我们一起来看看吧。电容器在电路分析中的建模就是电容元件,电容元件是一种理想的元件。
它仅反映了电容器能存储电荷(存储电场能量)这一物理现象,其电路符号为两条短竖线,两条短竖线就如同两块金属板,可以说是非常形象了。说到“理想的元件”,这里的“理想”又是什么意思呢?其实,它是指忽略实际电容器的其他因素。例如,实际电容器在电路中除了储能的作用外,还会产生一定的电能损耗。
这个电能的损耗就相当于电阻的作用,也就是说,实际电容器也有部分电阻的特性。但电容元件显然没有电阻的存在,无法反映出能量的损耗,所以,这就是电容元件与电容器的区别。但实际上,我们往往也把实际电容器叫做电容元件,基于此,大家就要懂得具体问题具体分析了。
例如,若不能忽略电容器的功率损耗,那么它在电路分析中的建模,应是电容元件和电阻元件的并联组合。但若忽略其功率损耗,此时电容器的建模就可以直接用电容元件表示。既然电容元件反映的是电容器的储能性质,那么,它就得把这个所存储的能量通过某种方式给表示出来,这就是“电容C ”的由来。