§2-2电容器和电感器

§2-2电容器和电感器

电容器通常简称电容，电感器通常简称电感，在电工和电子技术中有着广泛的应用，而且经常一起配合使用。

两个相互绝缘又靠得很近的导体就组成了一个电容器。这两个导体称为电容器的两个极板，中间的绝缘材料称为电容器的介质。1．电容器的结构和类型一、电容器

电容器按电容量是否可变，分为固定电容器和可变电容器；按绝缘介质的不同又可分为空气、纸质、云母、陶瓷、涤纶、聚苯乙烯、金属化纸质、电解、金属钽电容等。常见电容器外形及符号续表续表

电容量是反映电容器储存电荷能力的一个物理量，它在数值上等于电容器在单位电压作用下所储存的电荷量，即：电容的单位是法拉，简称法，用F表示，常用较小的单位有微法（μF）和皮法（pF）。其换算关系为：1法拉=106微法=109纳法=1012皮法1F=106μF=109nF=1012pF2．电容量电容量也简称电容。它只与电容器的极板正对面积、极板间距离以及极板间电介质的特性有关；而与外加电压的大小，电容器带电多少等外部条件无关。

式中S、d、C的单位分别是m2、m、F，介电常数ε的单位是F/m。真空中的介电常数ε0≈8.86×10-12F/m，某种介质的介电常数ε与ε0之比，称该介质的相对介电常数，用εr表示。用介电常数较大的物质作为电容器的电介质可显著增大电容，而且能做成很小的极板间隔，因而应用很广。任何两个导体之间都存在着分布电容。

（1）电容器的充电

当开关S置于A端，电源E通过电阻R对电容器C开始充电。起初，充电电流较大，但随着电容器C两端电荷的不断积累，形成的电压越来越高，它阻碍了电源对电容器的充电，使充电电流越来越小，当电容器两端电压达到了最大值E时，则不再变化，电流为零。故在直流稳态电路中，电容相当于开路，这就是电容的隔直作用。3.电容器的充电和放电

（2）电容器的放电

当电容器两端充足电后，若将开关S置于B端，电容器通过电阻R开始放电。起初放电电流很大，但随着电容器C两端电荷的不断减少，电压越来越低，放电电流越来越小，直至为零，这时电容器两端的电压也为零。3.电容器的充电和放电

在电容器的充、放电的过程中，电容器两端电压发生变化，其电荷量也发生了变化，电荷在电路中移动，便形成了电流。电容电流与其两端电压的变化率成正比，。即只有当电容上电压随时间变化时，电容上才有电流流过，因此电容为动态元件。

当电容两端的电压增大时，电场能量增大，在此过程中，电容从电源取用电能转换为电场能量；当电容两端的电压减小时，电场能量减小，电容释放能量，电场能量转换为电能。可见电容器是一种储能元件。（1）标称电容量

电容器的外壳上标出的电容量值称为标称电容量。（2）允许偏差

电容器的允许偏差常用的有±2%、±5%、±10%、±20%等几种。通常电容量越小，允许偏差越小。（3）额定电压

额定电压又称为耐压，是指在规定温度范围内，可以连续加在电容器上而不损坏电容器的最大直流电压。在使用过程中，加在电容器两端的实际电压不能超过此数值。常用固定电容器的额定电压有10V、16V、25V、50V、100V、160V、250V、400V、2500V等。4.电容器的主要参数

当电容器外接交流电时，电源与电容器之间不断地充电和放电，电容器对交流电也会有阻碍作用，我们把电容对交流电的阻碍作用称为容抗，用XC表示，容抗的单位也是欧姆（Ω）。容抗的计算式为：

电容器的容抗与频率的关系可以简单概括为：隔直流，通交流，阻低频，通高频。因此电容也被称为高通元件。5.容抗—电容对交流电的阻碍作用电容器的简易检测测量结果说明1．检测电容器时，手指不要接触到表笔和电容器引脚，以免人体电阻对检测结果带来影响。2．如果是在线检测大容量电容器，应在电路断电后，先用导线将被测电容器的两个引脚相碰一下，放掉可能存在的电荷，对于容量很大的电容器则要用100Ω左右电阻来放电。3．由于小容量电容器，漏电阻很大，所以测量时应用R×10k档，这样测量结果较为准确。检测电容器的注意事项

二、电感器

1.电感器的结构、类型和符号

电感器是由铜导线绕成的圆筒状线圈。线圈的内腔有的是空的，有的是铁芯或铁氧体芯，加人铁芯或铁氧体芯的目的是把磁感线更紧密地约束在电感器的周围，更有效地发挥其功能。双联电容器

带磁芯可调电感器空心电感线圈色码电感器带磁芯的电感器贴片电感器铁芯线圈常用电感外形常用电感器的图形符号

电感量是反映电感器抗拒电流变化能力的一个物理量,它在数值上等于当电流以1安培/秒的变化速率通过电感器时，它能产生多少伏特的感应电动势。

电感量的大小与线圈的匝数、形状、大小及磁心的材料有关。空心电感器（也称线性电感器）的电感量大小取决于自身结构，与线圈是否通电及通电大小无关。

电感量用符号L表示，单位是亨利，用字母H表示。实际常取毫亨（mH）和微亨（μH）作为电感量的单位，换算关系如下：

电感量更小的单位还有纳亨（nH）和皮亨（pH）。1H=109nH=1012pH2.电感量电感量也简称电感。

电感两端的电压与通过电流的变化率成正比，当电流不随时间发生变化时(直流电流)，则电感元件两端电压为零，这时电感元件相当于短路。

当流过电感的电流增大时，磁场能量增大，在此过程中，电感从电源取用电能转换为磁场能量；当流过电感的电流减小时，磁场能量减小，电感释放能量，磁场能量转换为电能。可见电感器也是一种储能元件。（1）标称电感量

电感器的外壳上标出的电感量值称为标称电感量。（2）额定电流

通常是指允许长时间通过电感元件的直流电流值。选用电感元件是看其额定电流值，一般要稍大于电路中流过的最大电流。（3）品质因数

品质因数也称Q值，是衡量电感器储存能量损耗率的一个物理量。Q值大，说明线圈的损耗小，效率高。收音机选频电路的Q值越高，对信号的选择性越好。3.电感器的主要参数

感应电动势时刻起着阻碍电流变化的作用，我们把电感器对交流电的阻碍作用称为感抗，用XL表示。

感抗的单位也是欧姆（Ω）。线圈自感系数越大，感抗越大；交流电频率越高，线圈感抗也越大。感抗的计算式为：

电感器的感抗与频率的关系可以简单概括为：“通直流，阻交流，通低频，阻高频”，因此电感也称为