第5节 电容器怪癖 (修订中)

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与[电感器](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating- 电容器 (opens new window)是纯电抗器件,包含绝对零电阻(功率耗散)效应。当然,在现实世界中,没有什么是完美的。然而,电容器具有通常比电感器_更纯的电抗元件的优点。_

设计和构建具有低内部串联电阻的电容器比使用电感器要容易得多。这样做的实际结果是,实际电容器的阻抗相位角通常比电感器更接近 90°(实际上是 -90°)。

因此,它们往往比等效电感器消耗更少的功率。

电容器也往往比等效的电感器更小更轻,并且由于它们的电场几乎完全包含在它们的板之间(不像电感器,其磁场自然倾向于延伸到磁芯的尺寸之外),它们不太容易向/从其他组件传输或接收电磁“噪声”。

出于这些原因,只要设计允许任一种选择,电路设计人员往往倾向于使用电容器而不是电感器。

具有显著电阻效应的电容器被称为_有损_电容器,因为它们倾向于像电阻器一样耗散(“损失”)功率。电容器损耗的来源通常是介电材料而不是任何导线电阻,因为电容器中的导线长度非常小。

介电材料 (opens new window)倾向于通过产生热量来对变化的电场作出反应。这种加热效应表示功率损失,相当于电路中的电阻。这种效应在较高频率下更为明显,实际上可能非常极端,以至于有时在制造过程中利用它来加热塑料等绝缘材料!

待加热的塑料物体放置在两个金属板之间,连接到高频交流电压源。温度是通过改变电源的电压 (opens new window)或频率来控制的,并且板永远不必接触被加热的物体。

对于我们期望组件表现为纯电_抗电路_元件的电容器,这种效应是不可取的。减轻介电“损耗”影响的方法之一是选择对这种影响不太敏感的介电材料。并非所有介电材料都同样“有损耗”。下表给出了介电损耗从最小到最大的相对比例

# 0.1. 介电损耗

材料失利
真空低的
空气-
聚苯乙烯-
云母-
玻璃-
低K陶瓷-
塑料薄膜(聚酯薄膜)-
-
高K陶瓷-
氧化铝-
五氧化二钽高的

介电电阻率表现为具有纯电容的串联电阻和并联电阻:

真正的电容器具有串联电阻和并联电阻。

真正的电容器具有串联电阻和并联电阻。

幸运的是,这些杂散电阻通常具有适度的影响(低串联电阻和高并联电阻),远低于普通电感器中存在的杂散电阻。

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Last Updated: 6/16/2022, 1:34:32 PM