電容器可以阻斷直流電,這很容易理解。例如,將干電池作為直流電源連接到電容器后,它可以通電片刻,但電流很快就會(huì)斷開(kāi)。這是因?yàn)橹绷麟娫磳⑾螂娙萜鞒淙氪罅侩姾?,直到靜電容量完全充滿,然后電容器將不通直流電。電容器的電極板由絕緣體(空氣或電介質(zhì))隔開(kāi),因此只要絕緣不損壞,電容器就不能在內(nèi)部循環(huán)直流電。換句話說(shuō),電容器將阻斷直流電。那么,為什么電容器可以由交流電供電呢?
電場(chǎng)的變化等于電流流動(dòng)
交流電的正負(fù)和電極會(huì)規(guī)律地變化。只要電容器用相互變化的電極反復(fù)充電和放電,它就可以通過(guò)交流電。
讓我們用電磁學(xué)的基本原理來(lái)說(shuō)明這一點(diǎn)。電線通電后,根據(jù)電流方向,會(huì)形成一條逆時(shí)針?lè)较虻拇鸥袘?yīng)線。如果電流方向改變,磁感線的方向也會(huì)改變。
那么當(dāng)電容器連接到交流電源時(shí)會(huì)發(fā)生什么呢?隨著電流方向的交替變化,電極板之間的電場(chǎng)方向也交替變化。電場(chǎng)的變化產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)相當(dāng)于電流(麥克斯韋電磁理論)。因此,即使在作為絕緣體的電容器的電介質(zhì)內(nèi)部,也可以認(rèn)為有電流在交替流動(dòng)。通過(guò)這種方式,解釋了電容器通交流電的原理。然而,電流不會(huì)像導(dǎo)線一樣流過(guò)電容器的電介質(zhì)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貋?lái)說(shuō),在導(dǎo)體中流動(dòng)的電流是導(dǎo)電電流,而在絕緣體中流動(dòng)的是位移電流。
交流頻率越高,越容易通過(guò)電容器
電壓(V)=電阻(R)×電流(I)-這是中學(xué)理科學(xué)生學(xué)習(xí)的著名歐姆定理。這個(gè)定理也適用于在電阻中流動(dòng)的交流電。電容器也可以對(duì)交流電產(chǎn)生類(lèi)似的電阻效果。這稱為電容電抗。然而,并非所有的交流電都會(huì)以相同的狀態(tài)流過(guò)電容器,電容器的電容電抗與交流電的頻率成反比。
根據(jù)公式,電容電抗(Xc)=1/(2πfC)。F是交流頻率,C是電容器的靜電容量。也就是說(shuō),頻率越高或靜電容量越大,電容器對(duì)交流電的電阻(容抗)越小,電流越容易通過(guò)。
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