电容器的结构、原理及作用

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　　随着电子信息技术的飞速发展，数码电子产品的升级换代速率变快，以平板电视机(LCD和PDP)、笔记本、数码照相机等商品主导的消费电子产品电子设备销售量稳步增长，推动了电容产业链提高。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，所以广泛应用于隔直、藕合、旁路、滤波、调谐控制回路、能量转换、控制回路等层面。那么其的工作原理是如何的?作用又有哪些?下面将为大家介绍：

图1 电容器

　　1.简介

　　电容器是储存电量和电能(电势能)的元件。一个导体被另一个导体所包围，或者由一个导体发出的电场线全部终止在另一个导体的导体系，称为电容器。用字母C表示。定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。英文名称：capacitor。电容器是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路， 能量转换，控制等方面。定义2：电容器，任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体(包括导线)间都构成一个电容器。

　　2.基本结构

　　电容器的基本结构是间隔对置的2个电极(金属板)。施加直流电压(V)到2个电极上，电子瞬间聚集到其中一个电极上，该电极带负电，另一个电极则处于电子不足的状态，带正电。该状态在撤去直流电压后依旧存在。即，在2个电极之间蓄积了电荷(Q)。在电极间插入电介质(陶瓷、塑料薄膜等)，通过电介质的极化，蓄积的电荷增加。表示电容器蓄积多少电荷的指标叫做电容量(C)(简称容量)。

电容器的结构

电容器的电容量

电容器积蓄的电荷

　　3.工作原理

　　通过在电极上储存电荷储存电能，通常与电感器共同使用形成LC振荡电路。电容器工作原理是电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存。

　　电容器与电池类似，也具有两个电极。在电容器内部，这两个电极分别连接到被电介质隔开的两块金属板上。电介质可以是空气、纸张、塑料或其他任何不导电并能防止这两个金属极相互接触的物质。

　　电容器上与电池负极相连的金属板将吸收电池产生的电子。电容器上与电池正极相连的金属板将向电池释放电子。充电完成后，电容器与电池具有相同的电压(如果电池电压是1.5伏特，则电容器电压也是1.5伏特)。

　　图2 电容器工作原理

　　4.作用

　　(1)谐振：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

　　(2)耦合：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交流作用。

　　(3)中和：用在中和电路中的电容器称为中和电容。在收音机高频和中频放大器，电视机高频放大器中，采用这种中和电容电路，以消除自激。

　　(4)滤波：用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的信号从总信号中去除。

　　(5)积分：用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。

　　(6)定时：用在定时电路中的电容器称为定时电容。在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。

图3 电路中电容

　　(7)退耦：用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

　　(8)自举：用在自举电路中的电容器称为自举电容，常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。

　　(9)补偿：用在补偿电路中的电容器称为补偿电容，在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。

　　(10)微分：用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类(主要是矩形脉冲)信号中得到尖顶脉冲触发信号。

图4 电容器外形图

　　(11)高频消振：用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容，在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。

　　(12)分频：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。

　　(13)旁路：用在旁路电路中的电容器称为旁路电容，电路中如果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路，根据所去掉信号频率不同，有全频域(所有交流信号)旁路电容电路和高频旁路电容电路。

　　(14)负载电容：是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整，通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。

图5 各种外形的电容

　　本文介绍了电容器的简介、结构、原理与作用，在选用电容器的工作电压时应符合电路要求。一般情况下，选用电容器的额定电压应是实际工作电压的1.2～1.3倍。对于工作环境温度较高或稳定性较差的电路，选用电容器的额定电压应考虑降额使用，留有更大的余量才好。