高二物理下册期中电容器知识点

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高二物理下册期中电容器知识点：

一、电容器

任何两个彼此绝缘而又互相靠近的导体，都可以看成是一个电容器，这两个导体就是电容器的两个极。

电容器能够储存电荷。将电容器的两极与电池的两极分别连接起来，则与电池的正极相连接的极带正电荷，与电池负极相连接的极带等童的负电荷，这个过程叫电容器的充电。充电后两极带有等量异种电荷，两极板间建立了电场，并存在一定的电势差。充电后的电容器，其任一极上电荷的绝对值，叫做电容器带的电量。充电后，若用导线将电容器两极连接，则两极板上的等量电荷通过导线互相中和，使充电后的电容器失去电荷，这个过程叫做电容器的放电。放电完毕，两极间的电场消失，电势差也不存在了。

电容器是一种重要的电器元件，它广泛地应用于电子技术和电工技术中。如照相机的闪光灯电路，就是利用充了电的电容器，通过线圈放电，在相邻的线圈中感应出瞬时高电压，触发闪光灯而发光的。

二、电容

电容器带电的时候，它的两极之间产生电势差。实验证明，对任何一个电容器来说，两极间的电势差都随所带电量的增加而增加。不同的电容器，在电势差升高lv时需要增加的电量是不同的，这种情况可用图中两个装水的容器形象说明。两个直径不同的直简形容器，要使它们的水面升高1cm所需的水量是不同的，b容器比a容器儒要的水量大，表示b容器的容量大。同样,电容器两极板间的电势差增加lv所需要的电量多，电容器储存的电量就多;所需要的电量少，电容器储存的电量就少。电容器所带的电量与两极间的电势差的比值，叫做电容。如果用Q表示电容器带的电量，用U表示两极板间的电势差，用C表示电容器的电容。

在国际单位制中.电容的单位是法拉，简称法，符号是F。如果电容器带1C的电量时，两极板间的电势差是1V，它的电容就是1F。

三、基本功能

充电和放电是电容器的基本功能。

充电：电容器铝壳使电容器带电(储存电荷和电能)的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源(如电池组)的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。

放电：使充电后的电容器失去电荷(释放电荷和电能)的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。

在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。

四、电容的作用

1)旁路

旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件，它能使稳压器的输出均匀化，降低负载需求。就像小型可充电电池一样，旁路电容能够被充电，并向器件进行放电。为尽量减少阻抗，旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

2)去耦

去耦，又称解耦。从电路来说， 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电， 才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候， 电流比较大， 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻(特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹)，这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作，这就是所谓的“耦合”。

去耦电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰，在电路中进一步减小电源与参考地之间的高频干扰阻抗。

将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合电容的容量一般较大，可能是10μF 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

3)滤波

从理论上(即假设电容为纯电容)说，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，这时大电容通低频，小电容通高频。电容的作用就是通高阻低，通高频阻低频。电容越大低频越不容易通过。具体用在滤波中，大电容(1000μF)滤低频，小电容(20pF)滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变，由此可知，信号频率越高则衰减越大，可很形象的说电容像个水塘，不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化，频率越高，峰值电流就越大，从而缓冲了电压。滤波就是充电，放电的过程。

4)储能

储能型电容器通过整流器收集电荷，并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40～450VDC、电容值在220～150 000μF 之间的铝电解电容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)是较为常用的。根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式， 对于功率级超过10KW 的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。