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電容器的基本原理和應用

作者:佛山市順德區均安鎮松柏電器有限公司 來源:sunbird 發布時間:2019-12-10 瀏覽:10440
電容器的基本原理和應用

1, 電容就是能夠容納電量的能力,絕緣體不能帶電就沒有電容,而導體能夠帶電,所帶的電量為Q,其相應的電位為U,兩者的比值就是該導體的電容,即CQ/U

2, 電容器就是容納電荷的器件,最簡單的最直觀的器件就是:兩塊相對應的帶電導體(帶電量Q、電位分別為U1U2),就是一個電容器(器件),CQ/ U2-U1

3, 電容值的大小與極板面積S成正比,與極板間的距離d成反比,還與中間的介質材料有關,其計算公式為:C=εS/d (ε為材料介電常數)

4, 薄膜電容器是用薄膜蒸鍍上一層很薄的金屬(一般是鋁或鋅鋁復合,厚度在100~200à埃)作為電極,把薄膜卷起來就形成了電容器。薄膜電容器分成紙介質和有機介質等,現在大量使用的是有機介質,有機介質電容器特點是容量大(多卷繞圈數就增大面積S );一般可達幾十~幾百微法;體積小(薄膜很薄,一般在2~9um微米,即電極之間的距離d就是薄膜的厚度很小),介質常數ε是由薄膜的材質決定(應用最廣的是聚丙烯ε=2.2),在幾厘米大小;耐壓高(聚丙烯薄膜電場強度高,再通過蒸鍍和制作工藝可進一步提高場強),每微米可達6080伏特;過流能力強(通過設計工藝增大過流面積,使得單位面積過流達到{zg},而不會燒壞薄膜),在幾安培~幾十安培,從而可應用于快速放電的場合(如照相閃光燈、汽車安全氣囊、醫學除顫等)。自愈性好(薄膜某處有疵點或破損,在大電流通過后可自動將破損處修復,恢復正常的導電能力);絕緣電阻大而內阻小、頻率特性好、適應溫度范圍寬(-40105°C)、基本不受濕度影響。還有一個最重要的特點就是成本低廉。

5, 薄膜電容器的一般應用;主要有旁路、濾波、耦合、采樣保持、振蕩、定時、音響電路、抑制電磁干擾、穩壓電源、儲能放電、單相電機啟動和裂相、壓縮機的啟動和運轉等。

6, 由于薄膜電容器的優良特性,除了上述的一般應用外,還重點應用于功率補償、整流濾波和吸收緩沖。

a.              電力輸變電站的功率補償是應用最為廣泛的,所有的從高壓變成低壓先進行功率補償后再輸到各個分負載(用戶)那里,這是集中補償,到用戶那里根據用電器的情況再進行分部補償(例如工廠自己的配電房一般需要分部補償、每個大功率用電器如鈉燈和金鹵燈一般都裝有燈具補償電容器)。

b.              電力電子技術使感應電動機變頻調速變得方便。變頻器的整流濾波電容器、能夠經受住快速換流產生的沖擊電壓,還能夠承受極高峰值沖擊電流,還要能夠吸收和緩沖以及旁路極高峰值電流和有效值電流。

c.               電力電子技術在感應加熱方面的應用非常廣泛,冶煉爐是靠電磁感應加熱而產生高溫冶煉礦石重金屬,需要很大電流,為了降低成本,{dy}是采用補償電容與電感負載產生諧振使能耗最小;第二由于晶閘管的特殊性,用電容器將負載由電感性補償變為電容性,而且還處于諧振狀態,由于感應加熱的工作頻率要明顯高于50Hz交流電,這時在相同的電容量和工作電壓下流過補償電容器的電流就會高于50Hz交流電時的電流,從而達到冶煉爐高溫的目的。

7, 由于薄膜電容器低廉的成本,使得在其他很多場合用電容器替代變壓器、電抗器、電阻器等。例如:變檔調速器(電風扇之前是用不同繞組的電感線圈,現在是用不同容量的組合電容器替代)、加熱除霜設備(冷柜冰柜之前是用變功率電源提供不同電流加熱除霜,現在是用電容器分壓分流替代除霜)。

8, 由于薄膜電容器的內阻很小,使得放電非常迅速,且沒有損耗發熱,很多場合用電容器替代蓄電池,其中應用于電力機車和電動汽車,也在風電和太陽能發電中得到廣泛應用。

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