电容器是一种能够储存电荷和电能(电势能)的电子元件
一、基本结构与原理
结构:电容器由两个相互靠近的导体(极板)和中间夹的一层不导电的绝缘介质(如空气、纸张、塑料等)构成。
原理:当电容器的两个极板之间加上电压时,电荷会在电场力的作用下移动并累积在极板上,形成电场并储存电能。由于绝缘介质的存在,电荷无法直接通过电容器,从而实现了电荷的储存。
二、基本性质与参数
基本性质:电容器具有“阻直流通交流”的性质,即直流电无法通过电容器,而交流电可以通过电容器形成通路。
电容量: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,基本单位是法拉(F)。电容量的大小取决于电容器的结构(如极板面积、极板间距、介质材料等)和介质材料的介电常数。
额定电压:电容器在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器上的最高直流电压。如果工作电压超过电容器的耐压值,电容器将被击穿并损坏。
绝缘电阻:直流电压加在电容上产生的漏电电流与电压之比称为绝缘电阻。绝缘电阻越大,电容器的性能越好。
损耗:电容器在电场作用下,单位时间内因发热所消耗的能量称为损耗。损耗与频率范围、介质、电导、电容金属部分的电阻等有关。
频率特性:随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。当电容工作在谐振频率以下时表现为容性;当超过其谐振频率时表现为感性。
三、分类与应用
分类:电容器可以按照结构、电解质、用途、制造材料等多种方式进行分类。例如,按结构可分为固定电容器、可变电容器和微调电容器;按电解质可分为有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
应用:电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。例如,在晶体管收音机的调谐电路、彩色电视机的耦合电路和旁路电路等中都要用到电容器。此外,电容器还广泛应用于能量转换、控制电路等领域。
四、常见类型与特点
铝电解电容器:容量大,能耐受大的脉动电流,但容量误差大、泄漏电流大,不适于在高频和低温下应用。
钽电解电容器:温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小、贮存性良好、寿命长。
薄膜电容器:频率特性好、介电损耗小,但容量较小、耐热能力差。
瓷介电容器:引线电感极小、频率特性好、介电损耗小,但容量较小且受振动会引起容量变化。

