《大型养路机械电子电路技术基础》培训教材第03章.docVIP

第三章 电 容 器 第一节 电容器与电容 一、电容器的基本概念 电容器是电路中应用十分广泛的元件之一。如图(3.1a）所示，两块金属导体，中间隔以绝缘介质，并引出电极，便形成了一个电容器。通常把组成电容器的两块金属导体叫做极板，极板通过电极与电路连接。极板间的绝缘介质常采用空气、云母、纸、塑料薄膜和陶瓷等材料。 电容器的种类很多：按结构可分为固定电容器、可变电容器；按绝缘介质不同又可分为空气电容器、纸介电容器、云母电容器及电解电容器等。虽然各种电容器的结构和大小不同，但其原理基本相同。电容器在电路图中的一般表示符号如图(3.1b）所示。 平板电容器电容符号 图3.1 平板电容器及电容器的一般符号 图3.2 电容器接入电源 二、电容量 电容器的最基本性质是它能存储电荷。如图(3.2(所示，如果把电容器的两个极板分别连接到直流电源上，在电场力的作用下，电源负极的自由电子将移动到与它相连的极板(b(上，使极板b带上负电荷，电源正使极板a带上电荷。外电源断开后，两极板上的正、负电荷依靠电力的作用而互相吸引，但又被介质隔开而不能中和。因此，极板上的电荷将在相当长的一段时间内聚集储存。实验证明，电容器的两极板上总是带着等量的异性电荷，极板间的电压越高，所带的电荷就越多对于结构已定的电容，极板的带电荷量与极板间电压的比值是一个常数，这个比值就叫电容器的电容量，简称电容，用(C(表示，即 （3.1） 式中 Q——任一极板上的电荷量，C； U——两极板间的电压，V； C——电容器容量，F。 电容量的单位是法拉，简称法，用(F(表示。式（3.1）说明，电容量表示在单位电压作用下，电容器每个极板所储存电量。如果在两极间加有(1(V(的电压，每极板上所储存的电量为(1(C，则其电容量为(1(F。在实际应用中，F(这一单位太大，一般用较小的单位((F（微法）和pF（皮法）表示，它们之间的换算关系是 1((F10－6(F 1(pF＝10－6((F＝10－12(F 电容量反映了电容器在一定电压作用下储存电荷能力的大小。电容量越大能存储的电荷量就越多；反之就越少。 传输线之间晶体管各电极之间图3.3 分布电容电容器和电容量都可以简称电容，并且都是用同一字母表示，但应注意它们的意义是不同的：电容器是储存电荷的容器，是一种电路元件；而电容量则是衡量电容器在一定电压作用下储存电荷能力大小的物理量，是电容器的一个性能指标。 应该说明，不只是电容器中才具有电容，实际上任何两导体之间都存在着电容效应。如图(3.3(所示，传输线之间、晶体管各电极之间都存在着电容，这种电容叫做分布电容，其容量比较小在通常情况下，可以忽略不计但当传输线很长，或电路工作频率比较高时，分布电容的影响却是不容忽视的对线路和电气设备会造成有害的影响。第二节 电容器的种类和主要性能指标 一、电容器的种类1. 固定电容器 固定电容器的电容量是固定而不可调节的。固定电容器的外形及图形符号如图(4(所示。 固定电容器 电容符号图4 固定电容器及其图形符号2. 可变电容器 可变电容器是一种电容量在一定范围内可连续调节的电容器，它适用于电容量需要随时调节的电路可变电容器由两组互相绝缘的金属片组成，其中一组固定不动，叫做定片；另一组可以随轴转动，叫做动片。通过旋转轴转动动片，改变它与定片的相对面积，从而改变电容器的电容量。当动片旋入定片时，电容量增大，反之，则电容量减小完全旋入时，电容量最大，完全旋出时，电容量最小。如果两个可变电容器组合在一起，两个动片同轴转动，又叫做双联可变电容器，简称双联。可变电容器的外形及图形符号如图5所示。 可变电容器 （b）电容符号图5 可变电容器的外形及其图形符号 3. 半可变电容器（微调电容器） 半可变电容器是电容量只能在较小范围内变化的电容器，称为微调电容器，常用于调谐回路中的辅助调整。它的外形及图形符号如图5所示。 电容器按所用介质来分，又有纸介电容器、云母电容器、陶瓷电容器、金属化纸介电容器、有机薄膜电容器（聚苯乙烯薄膜或涤作介质）、电解电容器等。其中电解电容器有正、负极之分，使用时需要注意正极接高电位、负极接低电位，不能接反。 、电容器的主要性能指标 1. 电容器的标称容量与允许误差 电容器上所标明的电容值称为标称容量。标称容量一般并不等于实际电容值，与实际电容值是有误差的。国家标准规定的标称容量与实际容量之间误差的允许范围称为允许误差。国际电工委员会推荐的