電容器
編輯電容器是通過在兩個相互絕緣的緊密表面上積累電荷,在電場中儲存電能的器件。 它是一種有兩個端子的無源電子元件。
電容器的作用稱為電容。 雖然在電路中任何兩個相鄰的電導體之間都存在一些電容,但電容器是一種旨在為電路增加電容的元件。 電容器最初被稱為電容器,這個術語仍然出現在一些復合名稱中,例如電容器麥克風。
實際電容器的物理形式和結構千差萬別,常用的電容器類型很多。 大多數電容器包含至少兩個電導體,通常為金屬板或由介電介質分隔的表面形式。 導體可以是箔、薄膜、金屬燒結珠或電解質。 不導電的電介質起到增加電容器充電容量的作用。 通常用作電介質的材料包括玻璃、陶瓷、塑料薄膜、紙、云母、空氣和氧化層。 電器廣泛用作許多常見電氣設備中電路的一部分。 與電阻器不同,理想電容器不會耗散能量,盡管現實生活中的電容器會耗散少量能量(請參閱非理想行為)。 當在電容器的端子上施加電勢差(電壓)時,例如當電容器連接在電池兩端時,電介質上會形成電場,導致凈正電荷聚集在一個極板上,凈負電荷聚集在一個極板上 充電到另一個盤子上收集。 實際上沒有電流流過電介質。 但是,有電荷流過源電路。 如果該條件保持足夠長的時間,則通過源電路的電流停止。 如果在電容器的引線上施加隨時間變化的電壓,由于電容器的充電和放電循環,電源會經歷持續的電流。
最早形式的電容器誕生于 1740 年代,當時歐洲實驗人員發現電荷可以儲存在后來被稱為萊頓瓶的裝滿水的玻璃瓶中。 今天,電容器被廣泛用于電子電路中以阻斷直流電而允許交流電通過。 在模擬濾波器網絡中,它們平滑電源的輸出。 在諧振電路中,它們將收音機調諧到特定頻率。 在電力傳輸系統中,它們穩定電壓和功率流。 電容器中儲能的特性在早期的數字計算機中被用作動態存儲器,并且在現代 DRAM 中仍然存在。
歷史
編輯1745 年 10 月,德國波美拉尼亞的埃瓦爾德·喬治·馮·克萊斯特 (Ewald Georg von Kleist) 發現,可以通過用電線將高壓靜電發生器連接到手持玻璃瓶中的一定體積的水來儲存電荷。 Von Kleist 的手和水充當導體,而罐子充當電介質(盡管當時未正確識別該機制的細節)。 Von Kleist 發現接觸電線會產生強烈的火花,比靜電機器產生的火花要痛得多。 次年,荷蘭物理學家 Pieter van Musschenbroek 發明了一種類似的電容器,以他工作的萊頓大學的名字命名為萊頓瓶。 他還對自己受到的沖擊的力量印象深刻,他寫道,我不會為法蘭西王國承受第二次沖擊。
Daniel Gralath 是第一個將幾個罐子并聯起來以增加電荷存儲容量的人。 本杰明·富蘭克林調查了萊頓瓶并得出結論,電荷儲存在玻璃上,而不是像其他人假設的那樣儲存在水中。 他還采用了電池一詞(表示用一排類似的單元增加功率,就像在一門大炮中一樣),隨后應用于電化學電池組。 后來,萊頓瓶的制作方法是在瓶身內外涂上金屬箔,并在口部留出空間以防止金屬箔之間產生電弧。 最早的電容單位是罐子,大約相當于 1.11 毫微法拉。
直到 1900 年左右,萊頓瓶或更強大的設備才使用平板玻璃板與箔導體交替使用,當時無線(無線電)的發明創造了對標準電容器的需求,并且向更高頻率的穩步發展需要具有更低電感的電容器。 開始使用更緊湊的構造方法,例如將柔性介電板(如油紙)夾在金屬箔片之間,卷起或折疊成一個小包裝。
早期的電容器被稱為電容器,這個術語今天仍然偶爾使用,特別是在汽車系統等大功率應用中。
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