電容器的結構、原理與作用介紹

隨著電子信息技術的飛速發展，數碼電子產品的升級換代速率變快，以平板電視機(LCD和PDP)、筆記本、數碼照相機等商品主導的消費電子產品電子設備銷售量穩步增長，推動了電容產業鏈提高。電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一，所以廣泛應用于隔直、藕合、旁路、濾波、調諧控制回路、能量轉換、控制回路等層面。那么其的工作原理是如何的?作用又有哪些?下面將為大家介紹：

圖1 電容器

1.簡介

電容器是儲存電量和電能(電勢能)的元件。一個導體被另一個導體所包圍，或者由一個導體發出的電場線全部終止在另一個導體的導體系，稱為電容器。用字母C表示。定義1：電容器，顧名思義，是‘裝電的容器’，是一種容納電荷的器件。英文名稱：capacitor。電容器是電子設備中大量使用的電子元件之一，廣泛應用于電路中的隔直通交，耦合，旁路，濾波，調諧回路， 能量轉換，控制等方面。定義2：電容器，任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構成一個電容器。

2.基本結構

電容器的基本結構是間隔對置的2個電極(金屬板)。施加直流電壓(V)到2個電極上，電子瞬間聚集到其中一個電極上，該電極帶負電，另一個電極則處于電子不足的狀態，帶正電。該狀態在撤去直流電壓后依舊存在。即，在2個電極之間蓄積了電荷(Q)。在電極間插入電介質(陶瓷、塑料薄膜等)，通過電介質的極化，蓄積的電荷增加。表示電容器蓄積多少電荷的指標叫做電容量(C)(簡稱容量)。

電容器的結構

電容器的電容量

電容器積蓄的電荷

3.工作原理

通過在電極上儲存電荷儲存電能，通常與電感器共同使用形成LC振蕩電路。電容器工作原理是電荷在電場中會受力而移動，當導體之間有了介質，則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上，造成電荷的累積儲存。

電容器與電池類似，也具有兩個電極。在電容器內部，這兩個電極分別連接到被電介質隔開的兩塊金屬板上。電介質可以是空氣、紙張、塑料或其他任何不導電并能防止這兩個金屬極相互接觸的物質。

電容器上與電池負極相連的金屬板將吸收電池產生的電子。電容器上與電池正極相連的金屬板將向電池釋放電子。充電完成后，電容器與電池具有相同的電壓(如果電池電壓是1.5伏特，則電容器電壓也是1.5伏特)。

圖2 電容器工作原理

4.作用

(1)諧振：用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容，LC并聯和串聯諧振電路中都需這種電容電路。

(2)耦合：用在耦合電路中的電容稱為耦合電容，在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路，起隔直流通交流作用。

(3)中和：用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機高頻和中頻放大器，電視機高頻放大器中，采用這種中和電容電路，以消除自激。

(4)濾波：用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容，在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路，濾波電容將一定頻段內的信號從總信號中去除。

(5)積分：用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電勢場掃描的同步分離電路中，采用這種積分電容電路，可以從場復合同步信號中取出場同步信號。

(6)定時：用在定時電路中的電容器稱為定時電容。在需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用定時電容電路，電容起控制時間常數大小的作用。

圖3 電路中電容

(7)退耦：用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容，在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路，退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連。

(8)自舉：用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容，常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路，以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度。

(9)補償：用在補償電路中的電容器稱為補償電容，在卡座的低音補償電路中，使用這種低頻補償電容電路，以提升放音信號中的低頻信號，此外，還有高頻補償電容電路。

(10)微分：用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發器電路中為了得到尖頂觸發信號，采用這種微分電容電路，以從各類(主要是矩形脈沖)信號中得到尖頂脈沖觸發信號。

圖4 電容器外形圖

(11)高頻消振：用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容，在音頻負反饋放大器中，為了消振可能出現的高頻自激，采用這種電容電路，以消除放大器可能出現的高頻嘯叫。

(12)分頻：在分頻電路中的電容器稱為分頻電容，在音箱的揚聲器分頻電路中，使用分頻電容電路，以使高頻揚聲器工作在高頻段，中頻揚聲器工作在中頻段，低頻揚聲器工作在低頻段。

(13)旁路：用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容，電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號，可以使用旁路電容電路，根據所去掉信號頻率不同，有全頻域(所有交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路。

(14)負載電容：是指與石英晶體諧振器一起決定負載諧振頻率的有效外界電容。負載電容常用的標準值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。負載電容可以根據具體情況作適當的調整，通過調整一般可以將諧振器的工作頻率調到標稱值。

圖5 各種外形的電容

本文介紹了電容器的簡介、結構、原理與作用，在選用電容器的工作電壓時應符合電路要求。一般情況下，選用電容器的額定電壓應是實際工作電壓的1.2～1.3倍。對于工作環境溫度較高或穩定性較差的電路，選用電容器的額定電壓應考慮降額使用，留有更大的余量才好。

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