电容器是隔直流的,为什么电池(直流)可以为电容器充电?
在电路分析里,电路的响应有两种,一种是零输入响应,一种是零状态响应。
所谓零输入响应,指的是输入信号为零;所谓零状态响应,指的是电路中所有储能元件和各种电源的状态均为零。
在分析零状态响应时,要把电压源短路,电流源开路。
对于电容来说,在零状态响应的通电瞬间,它可以认为是电压为零的电压源,所
直流滤波电容器
电容器是隔直流的,为什么电池(直流)可以为电容器充电?
在电路分析里,电路的响应有两种,一种是零输入响应,一种是零状态响应。
所谓零输入响应,指的是输入信号为零;所谓零状态响应,指的是电路中所有储能元件和各种电源的状态均为零。
在分析零状态响应时,要把电压源短路,电流源开路。
对于电容来说,在零状态响应的通电瞬间,它可以认为是电压为零的电压源,所以它相当于短路。
我们来看下图:上一张图是电路结构,我们看到电源E和它的内阻r,开关QF,还有电容C和电阻R。
电容器的作用和工作原理
在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。一个电容器,如果带1库的电量时两级间的电势差是1伏,这个电容器的电容就是1法拉,即:C=Q/U。小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与其它电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。
把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍然会有残留电压(学了以后的教程,可以用万用表观察),我们说电容器储存了电荷。渗漏油由于搬运方法不当,提拿瓷套管,致使其法兰焊接处产生裂缝,或在接线时紧固螺母用力过大,造成瓷套管焊接处损伤以及产品制造过程中存在的一些缺陷,均可能造成电容器出现渗漏油现象。电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。
电容器电容量的测量
在没有仪表的情况下可用万用表测量电力电容器的电容量。具体方法是:用熔丝(其规格由电容器的电容量而定)和待测电容器串联接入220V交流电源上。用万用表的交流电压档测出电容器两端的电压U(V)。
用万用表的交流电流档测出通过电容器的电流I(mA)。因为I=U/XC而XC=1/(2πfC),其中f是交流电的频率。所以电容器的电容量CC=3.18×(I/U)(微法)。
优点 缺点
1. 循环寿命长 1. 低能量密度
2. 高功率密度 2. 线性下降的放电电压
3. 可充放电 3. 自放电强
4. 安全 4. 低输出电压
5. 工作温度范围广
表格来源,Maxwell Technologies, Inc.
关于超级电容器,有一本很经典的书籍B. E. Conway的“Electrochemical Supercapacitors: Scientific Fundamentalsand Technological and applicati”。8/C(A),其中C是电容器的电容量)和待检测的电容器串联接在220V的交流电源上,如果熔断器的熔丝爆断,说明电容器内部已经短路。要想详细了解电容器知识的小伙伴可以仔细阅读一下该书籍。这里主要基于文献阅读的形式来介绍一下电容器的相关知识。
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