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,微小的圆柱形电部件,被焊接到该主板。乐动体育网站5.0Peter Dazeley / Getty Images

在某种程度上,电乐动体育网站5.0容就像一个电池有一点。虽然他们的工作完全不同的方式,电容器和电池都存储电能。如果您已经阅读电池工作原理,那么你知道,一个电池有两个端子。在电池内部,当创建一个电路的化学反应产生一个端子和另一个端子吸音减震他们上的电子。电容器比电池更简单,因为它不能产生新的电子 - 它只是将它们存储。乐动体育网站5.0电容器是所谓的,因为它有“能力”来存储能量。

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电容器是像一个电池一点。
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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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电容器可以制造成起任何作用,从您的计算器塑料中最小的电容,一个超级电容器可驱动一个通勤车。下面是一些不同类型的电容器的和如何使用它们。

  • 空气:在收音机调谐电路通常使用
  • Mylar:最常用于定时器电路时钟乐动体育网站5.0,报警器和计数器
  • 玻璃:适合高电压应用
  • 陶瓷:用于高频目的,如天线,X射线MRI.机器
  • 超级电容:电力电的混合动力汽车

在电容器内,终端连接到两个金属板由非导电物质分离,或电介质。您可以轻松地使电容器从两件箔和一张纸(和一些电剪辑)。它不会在它的存储容量方面特别好的电容,但它会奏效。

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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电容电路

当你的电容连接到电池,这里发生了什么:

  • 电容器上的板,其附连到电池的负端子接受电子电池正在产生。
  • 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(在电池1.5伏意味着电容器1.5伏)。对于一个小电容器,容量小。但大电容可以容纳相当多的费用。你可以找到电容大如持有足够的电荷,光一个汽水罐手电筒一分钟以上。

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即使是自然显示了在工作中闪电般的形式电容。一个板是,另一个板是地面和闪电这两个“板”之间的电荷是释放。显然,大可以持有巨乐动体育网站5.0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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此图显示了如何一个电容器连接到电池。
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在这里,你有一个电池,一个乐动体育网站5.0灯泡和一个电容器。如果电容器是相当大的,你会注意到的是,当你连接电池,灯泡就会亮起从当前流电池对电容器给它充电。灯泡将得到逐步调光终于走出一旦电容器达到其容量。如果然后取出电池,并用金属丝代替它,电流将流从电容器向其它的一个板。灯泡最初将光,然后暗淡作为电容器放电,直到其完全拉出。

在下一节中,我们将详细了解电容,并采取在不同的方式,电容均采用了详细的研究。

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法拉

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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。哈维尔Zayas的摄影/盖蒂图片社

电容器的存储潜力,或电容,以单位为单位测量法拉。A 1法拉电容器可以在1伏特存储电荷的一个库仑(COO-Lomb公司)。甲库仑是6.25e18(6.25 * 10 ^ 18,或6.25十亿十亿)电子。一功放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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要获取有关如何大法拉的,想想这一些观点:

  • 一个标准的AA碱性电池拥有约2.8安培的时间。
  • 这意味着,一个AA电池可在1.5伏产生2.8安培一小时(约4.2瓦时 - 的AA电池可以照亮一个4瓦的白炽灯泡为略多于1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。

如果需要的东西金枪鱼一罐的大小持有法拉,然后10,080法拉是要占用比单AA电池更多的空间!这是不切实际的,使用电容来储存能量的任何显著量,除非你在高电压下做到这一点。

应用程序

电容器和电池之间的差异是电容器可以在一秒钟的小部分中倾倒其整个电荷,其中电池需要几分钟以完全放电。这就是为什么电子闪光灯相机采用了电容 - 在几秒钟电池充电了闪光灯的电容器,然后电容转储全部充入闪光管几乎瞬间。乐动体育网站5.0这可以使大,充电电容极其危险 - 闪光灯和电视有关于开放起来为此警告。它们含有大电容,可以潜在地与它们所包含的收费杀了你。

电容器在电子电路中几种不同的使用方式:

  • 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变得乐动-软件非常明亮,瞬间闪烁。
  • 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。乐动体育网站5.0
  • 电容器可以阻止直流电压。如果你勾小电容的电池,就不会有电流电池一旦电容器充电的两极之间流动。然而,任何交变乐动体育网站5.0电流(AC)信号流经畅通的电容器。这是因为电容器充电放电的交变电流波动,使其显示的是,交流电流流过。

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

电容的发明有所变化取决于谁你问。有迹象表明,指示名为克拉斯特主教发明了电容十一月1745年德国科学家记录数月后,彼得·凡·马瑟切布鲁克,在莱顿大学的荷兰教授,乐动体育网站5.0提出了一个非常相似的设备在的形式莱顿瓶,其通常记为第一电容器。由于克莱斯特没有详细的记录和票据,也不是他的对手荷兰的恶名,他常常被忽视的贡献者电容的变化。然而,多年来,双方都被赋予了同样的赞誉,因为它建立了自己的研究是相互独立的,并不仅仅是一个科学的巧合。

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莱顿瓶通常记为第一电容器。它是由彼得·凡·马瑟切布鲁克,在莱顿大学的荷兰教授发明乐动体育网站5.0
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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。乐动体育网站5.0通常有金属线或链条驱动软木在罐子的顶部。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实验用电量很快发现一块平坦玻璃的工作以及罐子模型,促使他发展平电容器或富兰克林正方形。多年以后,英国化学家迈克尔·法拉第将先驱电容器中的第一实际应用中试图未使用的电子从他的实验店。这导致了第一个可用的电容器,从大制成桶。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,后来被称为法拉。

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最初发布时间:2007年9月17日

电容常见问题解答

电容器是什么?
电容器允许电能的方式非常快速释放到电池不能。例如,相机的电子闪光使用电容器。
能电容杀了你?
大,充电的电容器,如在闪光灯和电视中,可以是非常危险的,可能的,潜在,杀了你与它们所包含的费用。
电容器是电池吗?
电容器是有点像在这两个存储电能的电池。但他们是如何工作是完全不同的。电容器也比一个电池要简单得多,因为它只能存储电子,不产生它们。乐动体育网站5.0
什么是电容器?
电容器是由一个电池吸收能量并存储能量的电组件。内,端子连接到由非导电物质分开的两个金属板。当被激活时,电容器迅速在一秒乐动体育网站5.0钟的一小部分释放电能。

更多信息

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更多的联系方式

  • 拉玛沙米,纳塔拉。“电力系统电容” CRC出版社。
  • 威廉斯,亨利·史密斯。“科学史的,第II卷” https://www.gutenberg.org/files/1706/1706-h/1706-h.htm
  • 普拉特,查尔斯。“百科全电子元器件,卷1”奥赖利。2013年https://archive.org/details/encyclopedia-of-electronic-components-volume-1-resistors-capacitors-inductors-sw_202005

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