大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于电容元件的特性有哪些方面的问题,于是小编就整理了3个相关介绍电容元件的特性有哪些方面的解答,让我们一起看看吧。
电容器的导电特性?
电容器是一种储存电荷和电能(电势能)的元件。其主要特性是“通交隔直”,也就是可以阻止直流通过,而让交流通过。
电容器的导电特性主要体现在其容电量,这个容电量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比,基本单位为法拉(F)。
此外,理想的电容器只含有静电电容成分,但实际的电容器还会含有电阻成分和电感成分,这些寄生成分对电容器的性能产生较大的影响。
例如,电容器的导线、电极具有一定的电阻率,电介质存在一定的介电损耗;这些损耗统一以等效串联电阻ESR表示;电容器的导线存在着一定的电感,在高频时影响较大,以等效串联电感ESL表示。因此,在实际使用中,需要考虑这些因素来选择和使用电容器。
电容的导电特性是当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。电容器的电容量的基本单位是法拉(F)。在电路图中通常用字母C表示电容元件。
电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。晶体管收音机的调谐电路要用到它,彩色电视机的耦合电路、旁路电路等也要用到它。
为什么电容是线性元件?
首先在这里感谢邀请,在回到问题之前我们要明确什么是线性,举一个例子,在下图这个电路中,电阻R1两端的电压与电流的比值一定满足欧姆定律,也就是说经过电阻R1的伏安特性曲线一定是一条经过坐标原点的直线,因此我们称作电阻为线性元件,满足线性变化规律。这个是初中的物理知识,作为常识想必大家都会理解。
然而,对于电容而言我们如何理解线性呢?首先我们要知道电容是如何定量的解释的,加载在电容两端电压U的方向确定时,q代表电容正级上的电荷量,则电容元件的电荷量与电压的关系如下面公式所示:
q=CU
C表示为电容元件的电容,是一个常量,也就是不随q和U的变化而变化,C始终是一个定值,这样的元器件也称作线性电容,换句话说电容元件的库伏特曲线是一条经过坐标原点的直线,因此我们也可以说电容具有线性特性。
但是电容与电压和电流的关系又是怎样的呢?当电容极板间的电压随时间产生变化时,电荷量q也随时间产生了变化,因此产生了电流,即
i=dq/dt=Cdu/dt
从这个公式中我们可以清楚的看到,电容隔直流通交流的特性,即电压不随时间变化时,电容极板间无法产生电荷量的变化,即没有位移电流,因此直流无法通过电容。该式子还说明一个问题,电容两端的电压不能跃变,充电一定是一个过程量不可能是阶跃量,否则电流会无限大(dt=0)这在实际中是不可能的。
我们假设电压是一个正弦量Usin(wx+φ)带入上面公式我们可以得到如下结果
i=CUwsin(wx+φ+π/2),设I=CUw,所以有U/I=1/Cw=1/2πfC(没有公式编辑器就只能这么丑了,唉!!!),这就是电容的容抗推导过程,单位为欧姆(电容毕竟不是一根导线经过它的电流一定有衰减,也就是阻碍电流的运动)可以清楚的看到经过电容后的电压与电流值是有相位差的,这个差值为π/2。
写到这里有基础的同学会想到相量法计算电路,在交流电路中我们就可以认为电容两端电压与电流的比值为电容的容抗,只不过在计算过程中要考虑相位的变化,类似于相量的计算,在这里就不做更多的解读,可以去翻阅电路分析的书籍,因此我们在交流电路中从计算的角度也可以认为电容是线性元器件。
只要是在低频环境中我们上述分析依然成立,但是放在高频环境下一些电路的特性就无法满足了,比如基尔霍夫定律,戴维南定理等。
以上是我个人观点,仅供分享学习交流,2018年3月16日,来自海岛的果果尽心解答
电容是一种什么元件?
电容(Capacitance)亦称作“电容量”,是指在给定电位差下自由电荷的储藏量,记为C,国际单位是法拉(F)。一般来说,电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容。
电容是指容纳电荷的能力。任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场就有电容,电容是用静电场描述的。一般认为:孤立导体与无穷远处构成电容,导体接地等效于接到无穷远处,并与大地连接成整体。
到此,以上就是小编对于电容元件的特性有哪些方面的问题就介绍到这了,希望介绍关于电容元件的特性有哪些方面的3点解答对大家有用。