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电容器特性

与电感器一样,理想的电容器是纯电抗器,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,电容器具有通常更纯净的优点 电抗元件比电感器少。

设计和构建具有低内部串联电阻的电容器比使用电感器做同样的事情要容易得多。这样做的实际结果是,实际电容器的阻抗相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、重量更轻,并且由于它们的电场几乎完全包含在它们的板之间(与电感器不同,电感器的磁场自然会延伸到磁芯的尺寸之外),因此它们不太容易向/从其他组件传输或接收电磁“噪声”。

出于这些原因,电路设计人员倾向于在设计允许任一种选择的情况下使用电容器而不是电感器。

具有显着电阻效应的电容器被认为是有损 ,参考它们像电阻器一样耗散(“失去”)功率的趋势。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短。

介电材料倾向于通过产生热量对不断变化的电场做出反应。这种加热效应代表功率损失,相当于电路中的电阻。这种效果在较高频率下更为明显,而且实际上可能非常极端,以至于有时在制造过程中利用它来对塑料等材料进行隔热!

要加热的塑料物体放在两块金属板之间,连接到高频交流电压源。通过改变源的电压或频率来控制温度,并且板永远不必接触被加热的物体。

这种效应对于电容器来说是不希望的,因为我们希望该组件表现为纯粹的电抗电路 元素。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”。下表给出了介电损耗从最小到最大的相对比例

介电损耗

材料 损失 VacuumLowAir-聚苯乙烯-云母-玻璃-Low-K陶瓷-塑料薄膜(Mylar)-纸-高-K陶瓷-氧化铝-五氧化二钽high

介电电阻本身表现为与纯电容的串联和并联电阻:

真正的电容有串联电阻和并联电阻。

幸运的是,这些杂散电阻通常影响不大(低串联电阻和高并联电阻),远不如普通电感器中的杂散电阻那么重要。

相关工作表:


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