我們都知道電阻會消耗電能，而在本次學(xué)習(xí)分享中，我們將學(xué)習(xí)不消耗電能的電容元件。 在集誠培訓(xùn)網(wǎng)的【電氣工程基礎(chǔ)】第六課中，曹老師給我們詳細講解了電容元件的定義和性質(zhì)。 現(xiàn)在，就讓我?guī)Т蠹疫M一步玩轉(zhuǎn)電容元件。
電容器 電容器，簡單理解，就是電荷的容器。 下面的圖 4-1 顯示了一些實際的電容器器件。 在電路中，電容器元件是實際電容器裝置的理想化模型。
圖4-1
電容器由兩塊金屬板組成，中間填充有電介質(zhì)（如云母、絕緣紙、空氣等）。 當(dāng)在兩個極板之間施加電壓時，電容器會存儲電荷。 電容器元件圖形符號的垂直兩列看起來像電容器的兩塊極板，分別充滿正電荷和負電荷。 當(dāng)正負電荷量始終相等時，兩極板之間就會建立電場，因此電容器是一種可以儲存電場能量的儲能元件。
圖4-2
如圖4-2所示，電容的單位是法拉，簡稱法拉（F）。 常用的單位是微法拉 (μF) 和皮法拉 (pF)。 前面提到，電容元件可以儲存電場能量，因此自然可以釋放電場能量。 課程中，曹老師詳細分析了電容元件的儲能特性。 充放電過程實際上就是電荷逃逸的過程。
顯然，電容元件的能量存儲并不是無限的。 就像我們乘坐電梯時一樣，電梯本身的空間大小不同，所以承重能力也不同。 同樣電場強度的單位，不同的電容元件也有不同的電容量和不同的額定電壓。 如果電容器兩端的實際電壓超過其額定電壓，電介質(zhì)可能會擊穿并損壞設(shè)備。
為了更好地了解電容元件的串并聯(lián)特性，我們以典型的平行板電容器為例。 其電容C與兩塊板相對的面積S成正比，與兩塊板之間的距離d成反比。 可以理解為，極板面積越大，能容納的電荷越多； 當(dāng)電容器兩端電壓一定時，極板間距離越遠，極板間電場強度越小，如下圖4-3所示。 其他類型電容器電容特性的分析也可參考平行板電容器。
圖4-3
現(xiàn)在我們知道了什么是電容元件，那么它的串聯(lián)和并聯(lián)又如何呢？ 它和電阻有什么區(qū)別？ 我們首先看一下電容元件的并聯(lián)，如下圖4-4所示。 在并聯(lián)電容電路中，等效電容為并聯(lián)電容之和，即：Ceq=C1+C2+…+Cn。 不難發(fā)現(xiàn)，電容器的并聯(lián)特性與電阻的串聯(lián)特性相似。
圖4-4
其實我們也可以這樣來看電容的并聯(lián)。 在圖4-4的電路圖中，多個電容元件的并聯(lián)看起來就像增加了電容元件的極板面積，所以它的等效電容自然會增加。 大的。
學(xué)到了這些，相信電容的并聯(lián)對于大家來說是完全不費吹灰之力的。 所以就不進行多余的解釋了，接下來我們直接進入串聯(lián)電容的研究。
圖4-5
根據(jù)圖4-5的內(nèi)容，在串聯(lián)電容電路中電場強度的單位，等效電容的倒數(shù)等于各個串聯(lián)電容的倒數(shù)之和。 我們可以發(fā)現(xiàn)，電容器的串聯(lián)特性與電阻器的并聯(lián)特性相似。
其實電容的串聯(lián)也可以這么理解。 多個電容器元件的串聯(lián)看起來就像拉長了電容器元件極板之間的距離，因此等效電容自然會減小。
如前所述，電容器具有額定電壓。 對于串聯(lián)和并聯(lián)電容器的電路，顯然對電壓有限制。 因此，為了避免電容器被擊穿損壞，在分析計算具有電容元件的電路時，必須時刻注意電壓情況。