电容器是由中间隔有介质的两个电极构成,电容可以储存电场能量,但电容元件本身并不消耗能量。
1.电容可储存电场能量
当电流对电容充电时,在电容两个电极上就集聚起电荷,使电极之间形成一个电场。对电容的充电过程实际上就是电容将电源的电能转变成其内部电场能量的过程,电容储存电场能量WC的大小与电容量C和电容两端的电压U的关系如下
图1-14 直流电路中的电容
2.电容对直流电开路
在直流电路中(图1-14),直流电源对电容的充电使其两端的电压UC升高,当UC升高至与电源端电压U相等时,充电电流IC降至零。此后,只要电容不放电或本身不漏电,连接电容的电路就不可能有电流通过了。因此,电容对直流电可以看成是开路的。
3.电容对交流电的容抗作用
电容对交流电的容抗XC大小与交流电的频率f有如下关系
电容量越大,对交流电的阻碍作用就越小。电容的容抗与交流电的频率f也成反比,对于高频交流电,电容的容抗很小,可以忽略。也就是说,电容对频率很高的交流电就相当于一段导线,是通路的。(www.daowen.com)
4.电容两端的电压不能突变
当电路中有瞬变的电压产生时,瞬变电压就会对电容形成充电电流,并不能使电容两端的电压突然升高,而是在充电过程中使电容两端的电压逐渐上升。电压上升的速率与电容的电容量的大小及所形成的充电电流大小(取决于充电回路的电阻)有关,电容量越大,电压上升就越慢,充电后上升后的电压也越低。
5.汽车电路中的电容特性应用示例
(1)电容吸收自感电动势
传统的触点式点火系统分电器上的电容器并联于断电器触点的两端,这是利用电容两端电压不能突变的特性来吸收点火线圈初级绕组的自感电势,以减小触点火花和提高次级电压。
(2)电容的滤波作用
一些汽车发动机转速表信号取自点火线圈负接线柱,需要通过电容的滤波作用滤除高频脉冲;非共振型爆燃传感器的信号也需要通过电容的滤波才能取得爆燃信号。
一些电子点火系统的点火线圈处接一个电容,用以衰减点火电路产生的高频振荡波,减小对无线电的干扰。
(3)蓄电池的电压安全保护作用
蓄电池相当于一个大容量的电容,用它可以吸收电路中的瞬变过电压,使电压稳定,对电子元件起到了保护作用。
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