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元器件資料(二)電容篇
電容元器件
電容元器件簡介
“電容元件”是“電路分析”學(xué)科中電路模型中除了電阻元件R,電感元件L以外的一個電路基本元件。在線性電路中,電容元件以電容量C表示。元件的“伏安關(guān)系”是線性電路分析中除了基爾霍夫定律以外的必要的約束條件。電容元件的伏安關(guān)系是 i=C(dv/dt),也就是說,電容元件中的電流,除了電容量C以外,與電阻元件R不同,它不是取決于電壓v本身,而是取決于電壓對時間的變化率(dv/dt).電壓變化愈快,電容中的電流愈大,反之則愈小。據(jù)此,在“穩(wěn)態(tài)”情況下,當(dāng)電壓為直流時,電容中電流為零;當(dāng)電壓為正弦波時,電容中電流也是正弦波,但在相位上要超前電壓(π/2);當(dāng)電壓為周期性等腰三角形波時,電流為矩形波,如此等等。總的來說,電容中的電流波形比電壓變化得更快,含有更多的高頻成分。
集總參數(shù)電路中與電場有關(guān)的物理過程集中在電容元件中進行,電容元件是構(gòu)成各種電容器的電路模型所必需的一種理想電路元件。
電容元件是一種表征電路元件儲存電荷特性的理想元件,其原始模型為由兩塊金屬極板中間用絕緣介質(zhì)隔開的平板電容器。當(dāng)在兩極板上加上電壓后,極板上分別積聚著等量的正負(fù)電荷,在兩個極板之間產(chǎn)生電場。積聚的電荷愈多,所形成的電場就愈強,電容元件所儲存的電場能也就愈大。
其特性曲線是通過坐標(biāo)原點一條直線的電容元件稱為線性電容元件,否則稱為非線性電容元件。
電容元器件
線性時不變電容元件的符號與特性曲線如圖(c)和(d)所示,它的特性曲線是一條通過原點不隨時間變化的直線,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為q=Cu。
式中的系數(shù)C為常量,與直線的斜率成正比,稱為電容,單位是法[拉],用F表示。
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