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[《小明带你入门电子制作》] 《小明带你入门电子制作》 第4章 万物皆可电容?

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    在上一章,我们大概知道了电阻的一些特性。这一章,我们一起探索一下电容。
    简化电容模型,实际就是两块隔得较近的金属板。原理咱们稍后再细讲。

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电容外形和参数
    电容,是一种能储存电荷的器件,通常它长下面这个样子:

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    电容有一个比较重要的分类,就是极性的区分。有的电容不区分正负极,有的电容会严格地区分正负极:一旦正负极接反,可能会引起电容炸开甚至火灾。上面图三,就是一种电解电容,需要区分正负极。

    电容还有一个重要参数,就是耐压值,一般都会在电容表面上注明,比如40v”;那就说明这个电容最大能承受40v的电压,如果高于这个电压,电容就有损坏的可能。

电容充放电原理
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    当我们对其中一块金属板通上电时,它上面的电子就开始增加,也就是图中的蓝色小球增加。由于电子“同性相斥,异性相吸”的特性,当左边板上电子开始逐渐变多时,与它距离相近另一块金属板上的电子就慢慢跑掉了,这个过程就是对电容充电。如果此时将充满电的电容取下,连上之前讲LED小灯的电路,那么电子较多的金属板就通过LED小灯与电子较少的金属板连通了。由于电子更向往“宽敞的居住环境”,它们就会争先恐后地朝着电子较少的金属板跑去。我们看到的现象就是,LED小灯在这个过程中被点亮,这个过程就是电容的放电。
实验

    下边,咱们就通过一些小实验来看一下电容的特性吧。

    先找到一个电解电容,注意一会儿实验时,一定不要接反了,长脚接正,短脚接负

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    一个3v纽扣电池,一个白色LED小灯,小灯长脚接电池正极,短脚接负。可以看到小灯点亮

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    此时用未充电时的电容与小灯,长脚与长脚相接,短脚与短脚相接。看到的现象是小灯不亮。

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    现在给电容充上电,请注意正确连接引脚。

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    再次用电容连上小灯,神奇的一幕就发生了:小灯亮了,接着逐渐变暗,直至完全不亮。

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    目前我们已经完成了电容的充放电的小实验。再次回到开头,我们把电子比作小球。一开始,LED小灯和没有充电的电容相连,小灯不亮,说明整个电路里没有电子小球的流动;当电池和电容相连时,聚集在电池里的电子小球们发现了更加宽敞舒适电容,就纷纷奔向了电容;直到有一个电子发现,电容也挤满了电子小球,变得和电池一样拥挤,它就不愿意再跑向电容了。此时,也就是电容充满电,电压与电池电压相同。之后,小灯和充了电的电容相连,电容里的小球,还是想要回到电容负极,当小灯相连时,它们回家的路就接通了,然后电子小球们纷纷经过LED小灯,回到了电容负极,于是小灯在这个过程中被点亮。最后,电容里电子小球都回到了电容负极,于是电容里没有了电,放电放空了。

    还有一种情况可以简单说一下,就是电容在充电瞬间,电路里的情况

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    当图中开关未闭合时,电路是不通的,电容也处于没有电的情况。此时B点通过一个电阻和电池的负极相连,B点跟电池负极电压相等。当开关闭合时,电子小球纷纷从电池正极流出来,它们纷纷跑向A点电容处。由于电子和电子之间相互排斥,当电子到达A点时,B点的电子,就被相斥的力推着往电池负极跑。在开关关闭的瞬间,可以将此刻的电容当作一根导线,A点到达了多少电子,B点就逃跑了多少电子。于是,在开关闭合的瞬间,AB点的电压就等于电池正极的电压。        


    电路中,电容的作用还有很多,比如通交阻直,滤波等。咱们教程后边,不会涉及到更深的知识点,上面介绍的几种特性,已经完全够用了。这一章,标题叫“万物皆可电容?”,真的万物都可以作为电容吗?是否只是由于有的东西可以存较多电,有的东西只能存较少电,导致了我们平时对它们的忽视呢?



DFrJ5KYVQaH  初级技匠

发表于 2020-3-24 15:50:14

好,电路知识
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EVE  初级技匠

发表于 2020-3-26 11:37:00

跟着小明老师学习新知识
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