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电容器的作用和工作原理

在电子线路中，电容用来通过交流而阻隔直流，也用来存储和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般1μF以上的电容均为电解电容，而1μF以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正（+）、负（-）极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容则没有极性。在运行过程中若发现电容器外壳膨胀应及时采取措施，膨胀严重者应立即停止使用，以免事故扩大。

把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（学了以后的教程，可以用万用表观察），我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程，称为电容器的放电。对运行中的电容器如需进行耐压试验，其交流耐压值必须按电容器的额定电压等级确定（按下表），直流耐压试验值为交流耐压值的2倍。

白炽灯泡和电容器串联检测法

把白炽灯泡和电容器串联接在220V的交流电源上，如果白炽灯泡的亮度比把它直接接在220V交流电源上暗一些，说明电容器是好的；如果白炽灯泡不亮，说明待测电容器的内部已经断路；电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。如果白炽灯泡的亮度和它直接接在220V交流电源上的亮度一样，说明电容器的内部已经短路。

兆欧表检测法

也可用兆欧表（250V级）来进行检测。摇动手柄，如指针指在无穷大处，表示电容器内部断路；室内的温度应符合电容器的运行要求，运行过程必须作好室内温度的测量并作好记录。如指针指在零处，表示电容器内部短路。还可做电容器的通地试验，方法是：把兆欧表的接线柱分别接于电容器的接线端子和外壳。摇动手柄，如指针指在零处，表示电容器内部通地。

在电源给电容器充电过程中的任一时刻，若电容器所带电荷量为q，则电容器两板间的电压U＝qC。充电电流必然流经内阻r，设内阻r两端的电压为Ur，根据欧姆定律可知E电动势＝U＋Ur。但实际上大于1uF的电容大多为电解电容，有很大的电感成份，所以频率高后反而阻抗会增大。所以不难想象，图6.12中斜直线上方的三角形面积，即为电源电动势做功QE电动势过程中被消耗在内阻r上而转变为焦耳热的能量。

问题解决了！在用电源给电容器充电的过程中，只能有一半的能量被电容器储存，必然有另一半能量消耗在回路的电阻之上。如果电容器储存的能量很多，则消耗在回路电阻上的能量也就同样的多。如果这部分能量全部消耗在电源的内阻上，则对电源十分不利，这也是在充电回路中另外增加限流电阻的原因。电容器作为电源的优点是充电时间短，可以反复充电、长期使用，但缺点是一次充电后的行驶里程较短，因此目前还需要对高电压、大容量的电容器做进一步的研究。

至此，可能还有一个疑问：如果对电容器充电的能量利用率仅有50％，给使用电容器作为电源的电动汽车充电不是会浪费很多电能吗？把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（学了以后的教程，可以用万用表观察），我们说电容器储存了电荷。要知道上面讨论的是用有固定电动势的电源给电容器充电的情况，如果给大容量电容器充电，应该使用可变电动势的电源，这样可以使充电的能量利用率大大提高。