学习电子学/电容器

材料

另见介电质

充电和放电

充电

电容器 可以被认为是暂时的电压源。假设一个电容器的额定电压为 10 伏，那么要给它充电，可以向其端子提供高达 10 伏的电压，可能是直接的，也可能是通过串联电阻。许多电容器需要正确的极性（施加电压的方向），否则会导致损坏。电容器不一定要充满电，但可以充满电。
在第一次将电压源连接到电容器的瞬间，大量的电流流入电容器，如果需要，可以通过串联电阻来限制该电流。电压源通常还具有内部电阻，但在某些计算中可以忽略该电阻。随着电容器的充电，其端子的电压会增加，由于它与施加的电压相反，因此充电电流会减小，直到停止。此时电容器已充满电，其端子的电压等于施加的电压。
通常，如果放一段时间，一个充电的电容器会慢慢地失去电荷。注意，连接在电容器端子上的电压表代表一个“负载”，在某些计算中可能不能忽略。
如果将交流电连接到电容器，那么电容器将在每个周期内充电和放电，并有交变电流流过，可以通过假设交流电压在每个时刻实际上是一个变化的直流电压，并仔细注意现有的电容器端子上的电压是增加还是减少，来计算该电流。施加的交流电压在那一刻。

电路中存在三种电压。1) V_in 为电源电压，2) V_R 为“压降”，它在电阻上损失，与流过的电流成正比，3) V_C 为电容器/电容两端的电压。

放电

电容器 充电后相当于一个直流电压源，连接在电容器端子上的电路元件决定放电电流的大小。任何这样的电流都会减少电荷量，因此也会减少电容器端子上的电压。

信息

电容器 是另一个重要的基本电路元件。它们用作存储能量的工具。它们由两个由绝缘体隔开的导电板组成。电荷不会直接流过电容器。相反，当施加电压时，电荷会在两个板上积累。电荷的积累会在两个板之间产生电场，这是能量存储的方式。最终，板会“充满”电荷，不再积累。此时，电容器存储的能量由其大小和施加在其上的电压决定。然后，可以通过某种开关将能量释放到电气负载中。电容器的大小由几个因素决定：物理尺寸、使用的绝缘体材料、板的间距等。电压等级的确定方式类似。电容器大小以法拉为单位。通常使用的电容器大小在微法范围，虽然典型应用的下限可以低至皮法，上限可以高至毫法。

在低频下，电容器相当无趣。它们充满电荷后，不会发生任何事情。因此，在低频（也称为长时间）下，它们充当开路。然而，在更短的时间跨度（更高频率）下，它们表现出更有用的行为。它们可以与电阻并联组合，以控制流入它们的电荷量，使它们能够以一定的速度充电和放电。这些特性被广泛应用于定时电路，例如 555 定时器方波发生器。电容器还用于滤波。通过将它们与串联电阻配对，电容器可以降低正弦波的幅度。幅度降低是频率的函数。通过调整电阻和电容器的值，可以改变受影响的频率和降低幅度。