電容的定義及其單位是什麼

電容的種類可以從原理上分爲:無極性可變電容、無極性固定電容、有極性電容等,下面是本站小編給大家整理的電容的簡介,希望能幫到大家!

電容的定義及其單位是什麼
  電容的定義

電容器所帶電量Q與電容器兩極間的電壓U的比值,叫電容器的電容。在電路學裏,給定電勢差,電容器儲存電荷的能力,稱爲電容(capacitance),標記爲C。採用國際單位制,電容的單位是法拉(farad),標記爲F。

電容的符號是C。

C=εS/d=εS/4πkd(真空)=Q/U

電容(Capacitance)亦稱作“電容量”,是指在給定電位差下的電荷儲藏量,記爲C,國際單位是法拉(F)。一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當導體之間有了介質,則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上,造成電荷的累積儲存,儲存的電荷量則稱爲電容。

電容是指容納電場的能力。任何靜電場都是由許多個電容組成,有靜電場就有電容,電容是用靜電場描述的。一般認爲:孤立導體與無窮遠處構成電容,導體接地等效於接到無窮遠處,並與大地連接成整體。

電容(或稱電容量)是表現電容器容納電荷本領的物理量。電容從物理學上講,它是一種靜態電荷存儲介質,可能電荷會永久存在,這是它的特徵,它的用途較廣,它是電子、電力領域中不可缺少的電子元件。主要用於電源濾波、信號濾波、信號耦合、諧振、濾波、補償、充放電、儲能、隔直流等電路中。

  電容的單位及轉換

在國際單位制裏,電容的單位是法拉,簡稱法,符號是F,由於法拉這個單位太大,所以常用的電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)等,換算關係是:

1法拉(F)= 1000毫法(mF)=1000000微法(μF)

1微法(μF)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)。

電容與電池容量的關係:

1伏安時=1瓦時=3600焦耳

W=0.5CUU

  電容的作用

1)旁路

旁路電容是爲本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩壓器的輸出均勻化,降低負載需求。就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,並向器件進行放電。爲儘量減少阻抗,旁路電容要儘量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位擡高和噪聲。地電位是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降 。

2)去耦

去耦,又稱解耦。從電路來說, 總是可以區分爲驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大, 驅動電路要把電容充電、放電, 才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的`時候, 電流比較大, 這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由於電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感)會產生反彈,這種電流相對於正常情況來說實際上就是一種噪聲,會影響前級的正常工作,這就是所謂的“耦合”。

去耦電容就是起到一個“電池”的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾,在電路中進一步減小電源與參考地之間的高頻干擾阻抗。

將旁路電容和去耦電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去耦合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關噪聲提供一條低阻抗泄放途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合電容的容量一般較大,可能是10μF 或者更大,依據電路中分佈參數、以及驅動電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作爲濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作爲濾除對象,防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質區別 。

3)濾波

從理論上(即假設電容爲純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過1μF 的電容大多爲電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高後反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容並聯了一個小電容,這時大電容濾低頻,小電容濾高頻。電容的作用就是通交流隔直流,通高頻阻低頻。電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000μF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。曾有網友形象地將濾波電容比作“水塘”。由於電容的兩端電壓不會突變,由此可知,信號頻率越高則衰減越大,可很形象的說電容像個水塘,不會因幾滴水的加入或蒸發而引起水量的變化。它把電壓的變動轉化爲電流的變化,頻率越高,峯值電流就越大,從而緩衝了電壓。濾波就是充電,放電的過程 。

4)儲能