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第四节
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一、电容的形成
电容指的是在给定电位差下的电荷储藏量,当两个导体之间有介质时,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,最常见的例子就是两片平行金属板。电容也是电容器的俗称。其结构如图1-17所示。电容器实物如图1-18所示。 电容也是电路中的现象, 如电缆电路、变压器等当工作电压越高、绝缘越好时,停电以后仍带有很高的危险电压,这就是一种电容现象,必须经过彻底地放电后才能进行人工操作。

图1-17 电容器的结构

图1-18 电容器实物
二、电容的单位与符号
电容的单位是法拉,简称法,符号是 C ,电容的符号如图1-19所示。常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法)等。

图1-19 电容的符号
换算关系是:1法拉(F)=1000毫法(mF)=1000000微法(μF);1微法(μF)=1000纳法(nF)=1000000皮法(pF)。
三、电容的作用
电容器的特点是隔离直流通过交流,在电子电路中主要用于电源滤波、元件的旁路、上下级之间的耦合、整流电路的储能。
在交流电路中利用电容器的充放电特点,可以补偿线路的无功功率,提高功率系数,降低功率损耗,改善电压质量。
电容器充放电实验如图1-20所示,一个12V的直流电源、一个开关、一个12V的灯泡、一个1000μF的电容。

图1-20 电容器的充放电试验
①按图1-20接好线,接通开关,这时灯泡瞬间发光,但马上变暗直到不亮,此时电容充电完成。
②把电容两端导线碰一下,会听到“叭”的一声,并有火花产生,这是电容在放电。
实验表明尽管在开关接通的一瞬间,有直流电流流过(灯泡亮),但马上电流就变为零(灯泡熄灭),由此可以证明电容器不能流过直流电流。
四、电容的连接与计算
(1)电容的串联
两个或两个以上的电容器串联后如图1-21所示,等于增加了电容器介质的厚度,也就是增加了电容器两片之间的距离,因此总的电容量就会减小。
串联的电容器越多,总的电容量越小,并小于其中最小的一个电容量。串联后的总电容量的倒数等于各个电容器电容量倒数之和。

图1-21 电容的串联
(2)电容的并联 把两个或两个以上的电容器并联,如图1-22所示,等于增加了电容器极片的有效面积,也就增加了电容量。 并联的个数越多,电容量就越大。所以,无论有多少个电容器并联,其总电容量等于各个并联电容器电容量之和。

图1-22 电容的并联
C = C 1 + C 2 + C 3
五、容抗的定义
交流电是能够通过电容器的,但是将电容器接入交流电路中时, 由于电容器的不断充电、放电,所以电容器极板上所带电荷对移动的电荷具有阻碍作用,人们把这种阻碍作用称为容抗, 用字母 χ C 表示。电容量大,交流电容易通过电容,说明电容量大,电容的阻碍作用小;交流电的频率高,交流电也容易通过电容,说明频率高,电容的阻碍作用也小。
