电容器如何工作

经过:马歇尔大脑克里斯陶氏|

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几个电容器,微小的圆柱形电子元件,被焊接到这个主板上。欧宝平台代理Peter Dazeley / Getty Images

在某种程度上,电欧宝平台代理容器有点像电池。虽然它们以完全不同的方式工作,但电容器和电池均均存储电能。如果你已经阅读了电池如何工作,然后你知道电池有两个终端。在电池内部,化学反应在一个端子上产生电子,当您创建电路时,另一个端子会吸收它们。电容器比电池更简单,因为它不能产生新的电子 - 它只存储它们。欧宝平台代理电容器如此称为,因为它具有存储能量的“容量”。

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电容器有点像电池。
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在本文中,我们将确切学习电容器是什么,它是什么以及它如何在电子设备中使用。我们还将查看电容器的历史以及几个人如何帮助塑造其进度。

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电容器可以制造为任何用途,从最小的塑料电容器在您的计算器,到超级电容器,可以为通勤巴士供电。这里有一些不同类型的电容器和它们是如何使用的。

  • 空气:经常用于无线电调谐电路
  • Mylar:最常用于定时器电路时钟欧宝平台代理,警报和计数器
  • 玻璃:适用于高电压应用
  • 陶瓷:用于高频目的,如天线,x射线MRI.机器
  • 超级电容:电力混合动力汽车

在电容器内,终端连接到两个金属板用非导电物质分开,或介电.你很容易制作电容器从两块锡箔和一张纸(和一些电夹子)。就存储容量而言,它不是一个特别好的电容器,但它会工作。

理论上,电介质可以是任何非导电物质。但是,对于实际应用,使用最适合电容器功能的特定材料。云母,陶瓷,纤维素,瓷器,骨髓,Teflon甚至空气是一些使用的非导电材料。电介质决定它是什么样的电容以及它最适合的电容器。根据电介质的尺寸和类型,一些电容器对于高频使用更好,而一些电容器对于高压应用是更好的。

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电容器电路

当你将电容器连接到电池上时,会发生以下情况:

  • 附着在电池负极上的电容板接受电池产生的电子。
  • 电容器上的板附接到电池的正极端子输给电池。

一旦充电,电容器就具有相同的电压作为电池(电池上的1.5伏意味着电容上的1.5伏)。对于小电容,容量较小。但是大的电容器可以容纳相当多的电荷。你可以找到像汽水罐那么大的电容器,它能容纳足够的电荷来点燃手电筒一分钟或更长时间。

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甚至大自然也以闪电的形式展示了电容器的工作。一个盘子是,另一个板是地面和闪电这两个“板”之间的电荷是释放。显然,大可以持有巨欧宝平台代理大的电容器!

让我们说你把电容器挂钩这样的电容器:

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这张图显示了电容器是如何连接到电池上的。
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在这里,你有一个电池,一个欧宝平台代理灯泡和一个电容器。如果电容器非常大,您将注意到,当您连接电池时,电灯泡会随着电流的流量而亮起电池给电容器充电。灯泡将逐渐变暗,并最终熄灭,一旦电容器达到其容量。如果你然后取出电池,用电线代替它,电流将从电容器的一个板流到另一个板。灯泡将最初点亮,然后暗淡的电容器放电,直到它完全出来。

在下一节中,我们将了解更多有关电容的更多信息,并以使用电容器的不同方式详细看。

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法拉德

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电子元件的视图称为胶片电容器。电容器是在电场中存储电能的装置。Javier Zayas摄影/Getty Images

电容器的存储潜力,或电容,以单位为单位测量法拉.1-FARAD电容可以将一个库仑(COO-LOMB)存储在1伏。库仑是6.25e18(6.25 * 10 ^ 18或6.25亿亿)电子.一个amp表示每秒的电子电气流量的电子流量,因此1-前提电容器可以在1伏处容纳1AMP-秒的电子。

一个1-Farad电容通常非常大。它可能像金枪鱼或1升苏打瓶一样大,这取决于它可以处理的电压。因此,电容器通常以微法(百万个Farad)测量。

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为了对法拉有多大有所了解,想想这个:

  • 标准碱性AA电池拥有约2.8安培的时间。
  • 这意味着一节AA电池可以在1.5伏特电压下产生2.8安培电流,持续一个小时(约4.2瓦时——一节AA电池可以点亮一个4瓦的白炽灯,持续一个多小时)。
  • 让我们称之为1伏以使数学更容易。为了将一个AA电池在电容器中存储的能量,您需要3,600 * 2.8 = 10,080个Farads来保持它,因为AMP-Hours为3,600安培 - 秒。

如果需要一个金枪鱼罐头大小的东西来装一法拉,那么10080法拉将会比一节AA电池占用更多的空间!除非你在高电压下使用电容器来存储任何大量的电力是不切实际的。

应用程序

电容器和电池之间的不同之处在于电容器可以转储其整个电荷在第二,其中一个电池会采取分钟以完全放电的一小部分。这就是为什么电子闪光灯相机使用电容器-电池充电的闪光的电容器几秒钟,然后电容器倾倒全部的电荷到闪光管几乎立即。欧宝平台代理这可以使一个大的,充电电容器极其危险-闪光单元和电视因为这个原因,对打开它们提出了警告。它们含有大的电容器,可能会用它们所含的电荷杀死你。

电容器在电子电路中有几种不同的用途:

  • 有时,电容器用于存储充电以进行高速使用。这就是闪光灯的所作所为。大激光器使用这种技术也可以欧宝app靠谱吗得到非常明亮的瞬时闪光。
  • 电容器还可以消除电涟漪。如果携带直流电压的线路具有涟漪或尖峰,则大电容甚至可以通过吸收峰值并填充谷座而熄灭电压。欧宝平台代理
  • 电容器可以阻止直流电压。如果将小电容器挂钩到电池,则在电容器电荷充电后,无电流将在电池的极之间流动。然而,任何交流欧宝平台代理电流(AC)信号流过不受阻碍的电容器。这是因为电容器将充电和放电作为交流电流波动,所以看起来交流流量流动。

在下一节中,我们将查看电容器的历史以及一些最辉煌的思想如何促成其进度。

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电容器的历史

电容器的发明取决于您要求的谁。有记录表明德国科学家名叫Ewald Georg Von Kleist于1745年11月发明了电容器。几个月后,莱顿大学荷兰教授的Pieter Van Musschenbroek,欧宝平台代理提出了一个非常相似的设备以……的形式莱顿罐子,通常作为第一电容归功于第一电容。由于Kleist没有详细的记录和笔记,而不是他的荷兰人同行的令人憎恶,他常常被视为对电容器演变的贡献者。然而,多年来,两者都获得了平等的信用,因为它建立了他们的研究与彼此独立并仅仅是一个科学巧合。

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莱顿罐通常被称为第一电容。它是由Leyden大学荷兰教授的Pieter Van Musschenbroek发明欧宝平台代理
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莱顿罐是一个非常简单的装置。它包括一个半装满水的玻璃瓶,内部和金属箔内衬。玻璃用作电介质,虽然它被认为是水是关键的成分。欧宝平台代理通常有金属线或链条驱动软木塞在罐子的顶部。然后将链接钩住会提供收费的东西,最有可能是一个手工摇晃的静态发电机.一旦交付,罐子将在平衡中保持两个相等但相反的电荷,直到它们与电线连接,产生轻微的火花或休克。

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本杰明·富兰克林与莱顿罐子合作在他的电力实验中,很快发现一块扁平的玻璃和罐式模型,促使他发展平电容器或富兰克林广场。多年后,英国化学家迈克尔法拉第将在试图将未使用的电子从实验中储存未使用的电子时,先导为电容器的第一个实际应用。这导致了第一电容,由大型制成石油桶。Faraday使用电容器的进步是最终使我们能够在远距离提供电力。由于法拉德在电力领域的成就,电容器的测量单位,或电容,被称为法拉德。

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最初发表:2007年9月17日

电容器常见问题

电容器是什么?
电容器允许以电池不能的方式非常快速地释放电能。例如,相机的电子闪光灯使用电容器。
电容能杀死你吗?
一个大型带电的电容器,如闪光灯单元和电视中的那些,可能是极其危险的并且可能会杀死它们所包含的充电。
电容器是电池吗?
电容器有点像电池,因为这两个都是存储电能。但他们如何完全不同。电容器也比电池更简单,因为它只能存储电子,而不是产生电子。欧宝平台代理
什么是电容器?
电容器是一种电气分量,其从电池中汲取能量并存储能量。内部,端子连接到由非导电物质分开的两个金属板。当激活时,电容器在一秒钟的一欧宝平台代理小部分中迅速释放电力。

更多信息

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更大的链接

  • ramasamy,natarajan。“电源系统电容器”CRC压力机。
  • 威廉亨利·史密斯。《科学史第二卷》https://www.gutenberg.org/files/1706/1706-h/1706-h.htm
  • 普利斯普莱斯。“电子元件百科全书,第一卷。”奥里利。2013. https://archive.org/details/encebedia-of-electronic-components-volume-1-resistors-capacitors-inductors-sw_202005

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