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电容器降生记 1746年，荷兰莱登大学的物理学家马森布洛克发明了一种具有蓄电功用的“condenser”电容器。由于该电容器降生在荷兰都市莱登，人们将其称之为“莱登瓶(Leyden jar)"，由此开端了人类运用电容器的历史。 莱顿瓶的发明，为科学界提供了一种贮存电的有效措施，为进一步深化研讨电现象提供了一种新的强有力的伎俩，对电学问的传播与展开起了重要作用。 当时改进后的莱顿瓶是这样的，把玻璃瓶的内壁与外壁都用金属箔贴上，在莱顿瓶顶盖上插一根金属棒，它的上端衔接一个金属球，它的下端经过金属链与内壁相连。这样莱顿瓶实践上是一个普通的电容器。若把它的外壁接地，而金属球衔接到电荷源上，则在莱顿瓶的内壁与外壁之间会积聚起相当多的电荷。当莱顿瓶放电时能够经过相当大的电流。 电容器的工作原理：水塔作比方 从某种意义上说，电容器有点像电池。固然两者的工作方式截然不同，但它们都能存储电能。不外电容器比起电池的原理，则要简单得多，并且它不能产生电子——它只是存储电子。像电池一样，电容器也具有两个电极。在电容器内部，这两个电极分别衔接到被电介质隔开的两块金属板上。电介质能够是空气、纸张、塑料或其他任何不导电并能避免这两个金属极相互接触的物质。 电子电路中的电容器如图所示： 下面让我们看看在将电容器和电池衔接在一同时会发作什么：
充电完成后，电容器与电池具有相同的电压（假如电池电压是1.5伏特，则电容器电压也是1.5伏特）。小电容器容量较低，但大电容器能够容纳大量电荷。 好比，一个苏打罐大小的电容器能够容纳足够的电荷，能够将一个手电筒灯泡点亮几分钟。当您看到天空中的闪电时，您看到的是一个庞大的电容器，其中一极是天空的乌云，另一极是大地，而闪电正是乌云和大地这两个“极”之间的电荷释放现象。显然，如此庞大的电容器能够保存大量的电荷！ 下面，让我们假定您按如下方式将电容器衔接到电路中：
您有一节电池、一个灯泡和一个电容器。 假如电容器十分大，那么您会看到，在连上电池后，电流从电池流向电容器以便给其充电，此时灯泡将被点亮。灯泡会逐步变暗，最后，一旦电容器抵达其电容量，灯泡将立刻熄灭。随后，您能够取下电池，并用一段导线来取代它。电流将从电容器的一极流向另一极。此时，灯泡将重放光明，但是好景不长，很快灯泡又逐步黯淡下来。最后，电容器放电终了（电容器两极上的电子数相等），灯泡又熄灭了。 综上，电容器的作用能够用一个与水管衔接的水塔来形象地描画。水塔可用来“存储”水压——当供水系统的水泵供给的水量超越城镇所需水量时，多余的水将被存储到水塔中。然后，当水的需求量较高时，多余的水将从水塔中流出以维持水压。电容器以同样的方式存储电子，并且以后能够再将电子释放出来。这就是电容器的工作原理。 电容的物理名片 在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F,常用的电容单位有毫法(mF)、微法(μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称轻轻法)等，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) 相关公式： 一个电容器，假如带1库的电量时两级间的电势差是1伏，这个电容器的电容就是1法，即：C=Q/U，但电容的大小不是由Q或U决议的，即：C=εS/4πkd 。其中，ε是一个常数，S为电容极板的面积，d为电容极板的距离，k则是静电力常量。 电容的几种应用 存储电量：闪光灯用到的就是这一功用。大型激光器也运用此技术来取得十分明亮的瞬时闪光效果。 消弭脉动：假如传导直流电压的线路含有脉动或尖峰，大容量电容器能够经过吸收波峰和填充波谷来使电压变得平稳。 阻隔直流：假如将一个较小的电容器衔接到电池上，则在电容器充电完成后（电容器容量较小时，瞬间即可完成充电过程），电池的两极之间将不再有电流经过。但是，任何交流电流(AC)信号都能够畅通无阻地流过电容器。其缘由是随着交流电流的动摇，电容器不时地充放电，就似乎交流电流在活动一样。 振荡电路：与电感器一同运用：构成振荡器。 电容这一家 一、依照结构分类 固定电容器、可变电容器和微调电容器。 二、按电解质分类 有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。 三、按用处分类 1、高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。 2、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。 3、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。 4、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。 5、高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。 6、低频耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。 7、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。 超级电容器的“传说” 原理 超级电容的容量比通常的电容器大得多。由于其容量很大，对名义现和电池相同，因而也有时称作“电容电池”。超级电容属于双电层电容器，它是世界上已投入量产的双电层电容器中容量最大的一种，其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是应用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构取得超大的容量。 特性 1. 充电速度快，充电10秒～10分钟可抵达其额定容量的95％以上； 2. 循环运用寿命长，深度充放电循环运用次数可达1~50万次，没有“记忆效应”； 3. 大电流放电才干超强，能量转换效率高，过程损失小，大电流能量循环效率≥90%； 4. 功率密度高，可达300W/KG~5000W/KG，相当于电池的5~10倍； 5. 产品原资料构成、消费、运用、贮存以及拆解过程均没有污染，是理想的绿色环保电源； 6. 充放电线路简单，无需充电电池那样的充电电路，保险系数高，长期运用免维护； 7. 超低温特性好，温度范围宽-40℃～+70℃； 8. 检测方便，剩余电量可直接读出； 9. 容量范围通常0.1F--1000F 。 电容的未来 超级电容仰仗其诸多的优势，被各方媒体预测其能够代表未来新能源电池的展开方向，笔者大表赞同。而随着2007年苹果iPhone手机在市场上掀起屏幕多点触控话题，电容触控技术可谓前景一片大好，契合各种资质请求的电容式触控器也应运而生。由于电容触控比电阻式触控有更高透光度、分辨率，且可多手指触控输入功用(电阻式只能单指)，运用寿命亦比电阻式触控长，电容式触控技术将成为技术主流，由于往常电阻式触摸屏则因成本较低，仍能在市场存留一阵子，但是只需等电容式触控模块价钱成本降落、消费良率进步，电容触控模块市场未来势必要挟取代电阻式触控市场位置。 看来Mr.Capacitor往常一定是充溢笑容的看着前方的，电容先生的理想，很远大。 |
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