濟(jì)寧西門子S7-300模塊CPU模塊代理商

時(shí)間：2023-04-20作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：45

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電容器的種類規(guī)格繁多，但它們?cè)跇?gòu)成原理上，都是由間隔以不同絕緣介質(zhì)(如云母、絕緣紙、空氣等)的兩塊金屬板組成，就像夾心餅干一樣，如圖1-1所示。當(dāng)電容器接有電壓時(shí)，兩金屬板(較板)由于電壓的存在就會(huì)分別聚集等量正、負(fù)電荷。與此同時(shí)，電壓的存在必會(huì)建立電場(chǎng)，所以電容器的兩較板會(huì)在介質(zhì)中建立電場(chǎng)而具有電場(chǎng)能量。




圖1-1 電容器結(jié)構(gòu)原理圖

所謂接有電壓，是指兩較板間存在電位差，即兩較板的電位不相等。類似于兩個(gè)異性電荷之間存在電壓和電場(chǎng)，兩較板相當(dāng)于兩群異性電荷，顯然它們之間也存在電壓與電場(chǎng)，如下圖1-2所示。




圖1-2

根據(jù)上文，給電容器施加電壓，兩較板上就會(huì)聚集等量異性電荷。這句話有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一個(gè)是聚集，另一個(gè)是等量異性。

1、聚集：所謂聚集，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是電荷扎堆，這就好比上課鈴響時(shí)一大堆學(xué)生涌進(jìn)教室并坐好，電荷聚集是指在外加電壓(即外加電場(chǎng))的作用下，這些電荷受到電場(chǎng)力的作用往一個(gè)方向跑，最后跑到電容器的較板上并坐好(因?yàn)槭墙^緣介質(zhì)，無(wú)路可走了)。

2、等量異性：所謂等量異性，是指兩較板上的電荷量相等，且一正一負(fù)。而實(shí)際上，移動(dòng)的其實(shí)只有自由電子(負(fù)電荷)，由于大量自由電子都往一個(gè)方向跑，所以留下很多的正離子，這些正離子聚集在一起就是所謂的正電荷量?；陔姾墒睾?，跑了多少負(fù)電荷，就會(huì)留下多少正電荷，所以它們是等量的。

綜上，電容器兩較板間要建立電場(chǎng)，產(chǎn)生電壓，實(shí)質(zhì)上是靠電荷的定向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。而電荷的定向移動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流，換言之，電容的電壓變化會(huì)產(chǎn)生電流!這也是電容隔直通交的原因，因?yàn)楫?dāng)輸入電壓不變時(shí)，較板上的電荷量就不變，也就沒(méi)有電荷的移動(dòng)，即電流為零;而當(dāng)輸入電壓交變時(shí)，由于電壓一直在變化，所以較板上的電荷量也隨之一直變化，表明一直有電荷在較板上來(lái)來(lái)往往，即存在電流。

顯然，電容電壓是可以變化的，但為什么不能突變呢?在解答這個(gè)問(wèn)題之前，我們有必要了解一下兩點(diǎn)。

1、所謂突變(又稱躍變)，是指變量的數(shù)值變化不需要過(guò)程，能直接變化，如下圖1-3的(1)所示的電壓曲線。此時(shí)，電壓曲線在數(shù)值變化處的斜率(即變化率)為無(wú)窮。反正，不能突變是指變量的數(shù)值變化需要過(guò)程(即需要時(shí)間)，其變化率可求。




圖1-3

2、電場(chǎng)存在能量，而能量不能突變。把一個(gè)電荷置于某個(gè)電場(chǎng)中，這電荷就會(huì)受到電場(chǎng)力的作用發(fā)生移動(dòng)，此時(shí)電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即電場(chǎng)對(duì)電荷做功，這表明，電場(chǎng)是存在能量的，就好比人在高處會(huì)往下掉，重力場(chǎng)對(duì)人做功，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。能量不能突變，能量的變化是靠做功來(lái)實(shí)現(xiàn)的，做功需要時(shí)間，其速度就是功率。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，能量的變化是一個(gè)過(guò)程，即使這個(gè)過(guò)程再短。

知道了以上兩點(diǎn)，那么，電容電壓為什么不能突變的原因也就找到了。用通俗的語(yǔ)言來(lái)講，那就是因?yàn)殡娙蓦妷汉湍芰渴怯芍苯雨P(guān)系的，由于能量不能突變，所以電壓也就不能突變。電壓的存在就等同于電場(chǎng)的存在，而電場(chǎng)存在能量，且電壓越大，電場(chǎng)越強(qiáng)，能量就越大，若電壓為零，電容的能量也就為零。

另外，也正是因?yàn)殡娙莸倪@種電壓與電場(chǎng)能量的關(guān)系，所以它是一種儲(chǔ)能元件，當(dāng)電壓不變時(shí)，它所具有的能量就能一直保存在較板間，不會(huì)消失。而所謂的電容充放電過(guò)程，其實(shí)就是電容電壓變化，從而改變電場(chǎng)能量的過(guò)程。




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