2.1.3 性质
电容器的性质主要有“充电”、“放电”和“隔直”、“通交”。
1.电容器的“充电”和“放电”性质
“充电”和“放电”是电容器非常重要的性质。
(续)
电容器“充电”后两极板上储存了电荷,两极板之间也就有了电压;这就像杯子装水后有水位一样。电容器极板上的电荷数与两极板之间的电压有一定的关系,具体可这样概括:在容量不变的情况下,电容器存储的电荷数与两端电压成正比,即
Q=CU
式中,Q表示电荷数,单位为库仑(C);C表示容量,单位为法(F);U表示电容器两端的电压,单位为伏特(V)。
这个公式可以从以下几个方面来理解:
①在容量不变的情况下(C不变),电容器充得电荷越多(Q增大),两端电压越高(U增大)。这就像杯子大小不变时,杯子中装得水越多,杯子的水位越高一样。
②若向容量一大一小的两只电容器充相同数量的电荷(Q不变),那么容量小的电容器两端的电压更高(C小U大)。这就像往容量一大一小的两只杯子装入同样多的水时,小杯子中的水位更高一样。
2.电容器的“隔直”和“通交”性质
电容器的“隔直”和“通交”是指直流不能通过电容器,而交流能通过电容器。
(续)
电容器虽然能通过交流,但对交流也有一定的阻碍,这种阻碍称之为容抗,用XC表示,容抗的单位是欧(Ω)。在图2-2所示电路中,两个电路中的交流电源电压相等,灯泡也一样,但由于电容器的容抗对交流阻碍作用,故图2-2b中的灯泡要暗一些。
图2-2 容抗说明图
电容器的容抗与交流信号频率、电容器的容量有关,交流信号频率越高,电容器对交流信号的容抗越小,电容器容量越大,它对交流信号的容抗越小。在图2-2b电路中,若交流电频率不变,电容器容量越大,灯泡越亮;或者电容器容量不变,交流电频率越高灯泡越亮。这种关系可用下列公式表示,即
式中,XC表示容抗,单位为欧(Ω);f表示交流信号频率,单位为赫兹(Hz);π为常数,通常取3.14。
在图2-2b电路中,若交流电源的频率f=50Hz,电容器的容量C=100μF,那么该电容器对交流电的容抗为