電容器的充電與放電

電容器

電容器是一種可以存儲電荷(以電子形式)的被動電子元件。
儘管它們在本質上有所不同,但在某些方面它的行為類似於小型可充電電池。
當向電容器施加電壓時,電位差(電子數之差→電子帶有負電荷更多的一側與另一側相比),這些電子可以再次流出電容器;若不向電容器施加電壓時就停止,這樣的作用像電池一樣。

電容器用在濾波器中,例如,當您打開低通濾波器或轉動放大器上的低音和高音旋鈕時,可以從電源中濾除50 / 60Hz的噪音,或者從音樂中濾除高頻。 在這些情況下,電容器會很快充電和放電。電容器的另一用途是濾除直流電壓。

電容的國際單位是法拉或F。這是一個非常大的單位,通常,您會看到諸如pico(p),nano(n)或micro(µ)之類的前置符號。

在一些較小的電容器上,電容用三位數字表示。前兩位數字是值的前兩位數字,而第三位數字是十的倍數。您獲得的值的單位是picofarad。
例如104 = 10 x10⁴= 100,000 pF = 100 nF = 0.1 µF(= 0.0000001 F)

較大的電解電容器(大多數為圓柱形電容器)的極性由灰線標記。如果以錯誤的方式連接電容器,可能會爆炸,請小心!(我剛開始自己焊接電容時,曾經接錯極而讓電容爆炸,嚇了一大跳~)

電容器的充放電

用4.5V電源端子接觸電容器的兩端腳,長腳碰觸正電,短腳碰觸負電,讓電充至電容器內,或是把電容器插入麵包板上方有正電負電的洞裡。長腳插正電的洞,短腳插負電的洞,再拔出來,然後再用這帶電的電容器碰觸一下發光二極體,長腳碰長腳,短腳碰短腳,讓發光二極體閃一下。

電容器在充電過程中,電壓會越來越高。就好像對腳踏車輪胎打氣,輪胎氣壓會越來越高,直到和打氣筒壓力一樣高,氣就進不去了。當電容器電壓和充電電壓一樣高,電就充不進去了。用越高的電壓對電容器充電,就可以充進越多的電流。但是充電的電壓不能太高,若用過高的電壓持繼充電電容器,它就會爆掉。

電解質電容器

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  • µ代表0.000001,唸做Micro,F代表法拉第,是電容的單位。
  • 100µF就是0.0001法拉第。
  • 法拉第是1791年出生的英國科學家。
  • 電解質電容兩隻腳一長一短,長腳為正。
  • 電容器的電量=電壓*電容值,所以這電容器充電至4.5伏特的電量是:4.5V * 0.0001F = 0.00045庫倫。

電解質電容器

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  • 陶瓷電容兩腳一樣長,不分正負極,103代表10後面加3個0,再乘10−¹²,也就是0.00000001法拉第。
  • 陶瓷電容器的電容量非常小。

電蚊拍、閃光燈都用電容器產生瞬間大電流,電蚊拍裡面有變壓器把3伏特提高到2千伏特,充電至電容器內,再一瞬間放出來電死蚊子。

照下圖接好電路後,再把電源端子拔掉,觀察發光二極體是不是慢慢熄滅?

各位可以再試試插上更多的電容器,並測試不用的電容器,它們讓LED各花久時間才滅掉。

定時器、穩定電路板的電壓………就是利用這個原理。

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