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简要介绍了电容器的工作原理和介电材料

发表日期:2019/5/5 14:29:13 - 浏览次数:

我相信大家都知道电容器,客观上说,电容器在某种意义上来说,是类似于电池的。虽然它与电池的工作方式不同,但共同点是它可以完成电能村的设备和设备。然而,电容器的原理要简单得多,电池可以产生足够的电子,而电容器只能储存电子。

最简单的电容器由两端的电极板和中间的绝缘介质(包括空气)组成。电气化后,电极板充电,形成一个电压(电位差),但由于中间绝缘材料,整个电容器是不导电的。然而,在这种情况下,电容器的临界电压(击穿电压)不会超过。我们知道任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压增加到一定程度时,物质就能导电,我们称之为击穿电压。电容也不例外。电容器击穿后,它就不再是绝缘体了。这种电压在电路中是看不见的,所以它工作在击穿电压以下,可以看作是绝缘体。然而在交流电路中,电流方向随时间的变化而变化。电容器的充放电过程是随时间而变化的,当两个板之间形成一个可变电场时,这个电场也是时间的函数。实际上,电流以直流电场的形式通过电容器。

电容器用介电材料主要是固体材料,可分为有机介质和无机介质两大类。从分子结构上看,无机介电材料具有微晶离子结构、非晶态结构和陶瓷、玻璃、云母等两种结构。有机介电材料主要由共价键组成的高分子结构组成,按其结构对称性可分为两类:非极性(如聚丙烯、聚苯乙烯等)。和极性(聚对苯二甲酸乙二醇酯等)。电解电容器中使用的介质是一种直接生长在阳极金属上的氧化膜,也是一种离子结构。

非极性有机材料和离子结构相对完善的无机材料的极化属于快速极化型,而极性有机材料和结构松散的离子晶体属于慢极化型。前者介电常数ε较低,损耗角切Tgδ值很小,温度和频率特性较好,体积电阻率也较高,后者基本相反。工程中使用的介电材料不是理想的介电材料,具有不同程度的杂质、缺陷和不均匀性。这是导致体积电阻率、ρV和击穿场强EB不同的原因。表中列出了电容器中常用的介电材料的极化形式和介电性能。

在外加电场作用下,介质材料中会出现极化、损耗、电导率和击穿等现象。它们代表了介电的基本特性,这些性质取决于组成和分子结构的形式。

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