電子課件-《電工學(xué)(第六版)》-A02-3525-§2-2

§2-2電容器和電感器

電容器通常簡稱電容，電感器通常簡稱電感，在電工和電子技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，而且經(jīng)常一起配合使用。下圖所示為某收音機(jī)內(nèi)部實(shí)物圖，可以看到其中用作接收天線的電感線圈和用于調(diào)臺的雙聯(lián)電容器及其他電容器。天線線圈（電感器）雙聯(lián)電容器電解電容器雙聯(lián)電容器

兩個(gè)相互絕緣又靠得很近的導(dǎo)體就組成了一個(gè)電容器。這兩個(gè)導(dǎo)體稱為電容器的兩個(gè)極板，中間的絕緣材料稱為電容器的介質(zhì)。1．電容器的結(jié)構(gòu)和類型一、電容器

電力電容電解電容瓷介電容滌綸電容可變電容微調(diào)電容

電容器按電容量是否可變，分為固定電容器和可變電容器；按絕緣介質(zhì)的不同又可分為空氣、紙質(zhì)、云母、陶瓷、滌綸、聚苯乙烯、金屬化紙質(zhì)、電解、金屬鉭電容等。電容量是反映電容器儲存電荷能力的一個(gè)物理量，它在數(shù)值上等于電容器在單位電壓作用下所儲存的電荷量，即：電容的單位是法拉，簡稱法，用F表示，常用較小的單位有微法（μF）和皮法（pF）。其換算關(guān)系為：1法拉

微法=109納法=1012皮法1F=106μF=109nF=1012pF2．電容量電容量也簡稱電容。它只與電容器的極板正對面積、極板間距離以及極板間電介質(zhì)的特性有關(guān)；而與外加電壓的大小，電容器帶電多少等外部條件無關(guān)。

式中S、d、C的單位分別是m2、m、F，介電常數(shù)ε的單位是F/m。真空中的介電常數(shù)ε0≈8.86×10-12F/m，某種介質(zhì)的介電常數(shù)ε與ε0之比，稱該介質(zhì)的相對介電常數(shù)，用εr表示。用介電常數(shù)較大的物質(zhì)作為電容器的電介質(zhì)可顯著增大電容，而且能做成很小的極板間隔，因而應(yīng)用很廣。任何兩個(gè)導(dǎo)體之間都存在著電容。

（1）電容器的充電

當(dāng)開關(guān)S置于A端，電源E通過電阻R對電容器C開始充電。起初，充電電流

較大，但隨著電容器C兩端電荷的不斷積累，形成的電壓

越來越高，它阻礙了電源對電容器的充電，使充電電流越來越小，當(dāng)電容器兩端電壓達(dá)到了最大值E時(shí)，則不再變化，電流為零。故在直流穩(wěn)態(tài)電路中，電容相當(dāng)于開路，這就是電容的隔直作用。3.電容器的充電和放電

（2）電容器的放電

當(dāng)電容器兩端充足電后，若將開關(guān)S置于B端，電容器通過電阻R開始放電。起初放電電流

很大，但隨著電容器C兩端電荷的不斷減少，電壓

越來越低，放電電流越來越小，直至為零，這時(shí)電容器兩端的電壓也為零。3.電容器的充電和放電

在電容器的充、放電的過程中，電容器兩端電壓發(fā)生變化，其電荷量也發(fā)生了變化，電荷在電路中移動(dòng)，便形成了電流。電容電流與其兩端電壓的變化率成正比，。即只有當(dāng)電容上電壓隨時(shí)間變化時(shí)，電容上才有電流流過，因此電容為動(dòng)態(tài)元件。

當(dāng)電容兩端的電壓增大時(shí)，電場能量增大，在此過程中，電容從電源取用電能轉(zhuǎn)換為電場能量；當(dāng)電容兩端的電壓減小時(shí)，電場能量減小，電容釋放能量，電場能量轉(zhuǎn)換為電能。可見電容器是一種儲能元件。

（1）標(biāo)稱電容量

電容器的外殼上標(biāo)出的電容量值稱為標(biāo)稱電容量。（2）允許偏差

電容器的允許偏差常用的有±2%、±5%、±10%、±20%等幾種。通常電容量越小，允許偏差越小。（3）額定電壓

額定電壓又稱為耐壓，是指在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，可以連續(xù)加在電容器上而不損壞電容器的最大直流電壓。在使用過程中，加在電容器兩端的實(shí)際電壓不能超過此數(shù)值。常用固定電容器的額定電壓有10V、16V、25V、50V、100V、160V、250V、400V、2500V等。4.電容器的主要參數(shù)

當(dāng)電容器外接交流電時(shí)，電源與電容器之間不斷地充電和放電，電容器對交流電也會有阻礙作用，我們把電容對交流電的阻礙作用稱為容抗，用XC表示，容抗的單位也是歐姆（Ω）。容抗的計(jì)算式為：

電容的容抗與頻率的關(guān)系可以簡單概括為：隔直流，通交流，阻低頻，通高頻。因此電容也被稱為高通元件。5.容抗—電容對交流電的阻礙作用電容器的簡易檢測1．檢測電容器時(shí)，手指不要接觸到表筆和電容器引腳，以免人體電阻對檢測結(jié)果帶來影響。2．如果是在線檢測大容量電容器，應(yīng)在電路斷電后，先用導(dǎo)線將被測電容器的兩個(gè)引腳相碰一下，放掉可能存在的電荷，對于容量很大的電容器則要用100Ω左右電阻來放電。3．由于小容量電容器，漏電阻很大，所以測量時(shí)應(yīng)用R×10k擋，這樣測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。檢測電容器的注意事項(xiàng)§2-2電容器和電感器

二、電感器1.電感器的結(jié)構(gòu)、類型和符號

電感器是由銅導(dǎo)線繞成的圓筒狀線圈。線圈的內(nèi)腔有空的，也有的是鐵心或鐵氧體心，加入鐵心或鐵氧體心的目的是，能把磁感線更緊密地約束在電感的周圍，能更有效地發(fā)揮其功能。雙聯(lián)電容器

帶磁心可調(diào)電感器空心電感線圈色碼電感器帶磁心的電感器貼片電感器鐵心線圈

常用電感外形

電感量是反映電感器抗拒電流變化能力的一個(gè)物理量,它在數(shù)值上等于當(dāng)電流以1安培/秒的變化速率通過電感器時(shí)，它能產(chǎn)生多少伏特的感應(yīng)電動(dòng)勢

電感量的大小與線圈的匝數(shù)、形狀、大小及磁心的材料有關(guān)?？招碾姼衅鳎ㄒ卜Q線性電感器）的電感量大小取決于自身結(jié)構(gòu)，與線圈是否通電及通電大小無關(guān)。

電感量用符號L表示，單位是亨利，用字母H表示。實(shí)際常取毫亨（

）和微亨（

）作為電感量的單位，換算關(guān)系如下：電感量更小的單位還有納亨（nH）和皮亨（pH）。1H=109nH=1012pH2.電感量電感量也簡稱電感。

電感兩端的電壓與通過電流的變化率成正比，當(dāng)電流不隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)(直流電流)，則電感元件兩端電壓為零，這時(shí)電感元件相當(dāng)于短路。當(dāng)流過電感的電流增大時(shí)，磁場能量增大，在此過程中，電感從電源取用電能轉(zhuǎn)換為磁場能量；當(dāng)流過電感的電流減小時(shí)，磁場能量減小，電感釋放能量，磁場能量轉(zhuǎn)換為電能?？梢婋姼衅饕彩且环N儲能元件。（1）標(biāo)稱電感量

電感器的外殼上標(biāo)出的電感量值稱為標(biāo)稱電感量。（2）額定電流

通常是指允許長時(shí)間通過電感元件的直流電流值。選用電感元件是看其額定電流值，一般要稍大于電路中流過的最大電流。（3）品質(zhì)因數(shù)

品質(zhì)因數(shù)也稱Q值，是衡量電感器儲存能量損耗率的一個(gè)物理量。Q值大，說明線圈的損耗小，效率高。收音機(jī)選頻電路的Q值越高，對信號的選擇性越好。3.電感器的主要參數(shù)

感應(yīng)電動(dòng)勢時(shí)刻起著阻礙電流變化的作用，我們把電感對交流電的阻礙作用稱為感抗，用XL表示。

感抗的單位也是歐姆（Ω）。線圈自感系數(shù)越大，感抗越大；交流電頻率越高，線圈感抗也越大。感抗的計(jì)算式為：

電感的感抗與頻率的關(guān)系可以簡單概括為：“通直流，阻交流，通低頻，阻高