电子世界一直是推动技术发展的跳板。 而这个跳板是由冷凝器等小部件组成的。 在这篇奇特的文章中，您将详细了解什么是电容器？它的不同功能及其在不同领域的重要性。
冷凝器
开始电容的研究，我们先来解释一下 什么是电容器。 它是一种无源电子元件，也就是说，它本身不发电，能够储存电荷，稍后释放。 你可以找到他作为 电容器或电容器。 它内部保持的电荷是电位差或电压差。
捐赠者计数的故事发生在 1745 年，当时德国人 Ewald Georg von Kleist 意识到可以存储电荷。 这起因于他使用电缆将静电发生器连接到玻璃壶或瓶子内的大量水时发生的事故。 当他取下电缆并将手放在上面时。
不到一年，荷兰物理学家 Pieter van Musschenbroek 发明了具有相同特性的电容器。 为了纪念他工作的大学，他称这种冷凝器为“莱顿瓶”。
电容器是如何工作的？
现在让我们看看 电容器的工作原理 y 什么是电容器. 它设法存储电荷的方式是使用两片由导电材料（例如钽）制成的薄片，它们被一些介电材料（例如空气）隔开。
在继续之前，重要的是不要将电介质与完全绝缘的材料混淆。 也就是说，所有电介质都是绝缘体，但这并不一定使所有绝缘体都是电介质。 介电材料在承受大电荷时具有导电能力并破坏介电强度。 其中一些材料可以是：陶瓷、纸、蜡、玻璃、油等。 完全绝缘的材料是那些无论承受多少电荷都不会成为导体的材料，例如橡胶。
现在，由电源供电的电容器内部的极板将以相同的部分充电，但具有不同的符号。 这意味着一个电荷将为正 (+ q)，另一个电荷将具有相同的大小但带有负电荷 (-q)，在这些电荷相等但符号不同的情况下，这就是所谓的电位差或电压差。
通常，在电容器中使用空气、纸、钽、铝和陶瓷作为介电材料，此外，在某些电容器中还使用某些塑料。
电容器或电容器所具有的存储容量以法拉为单位计算。 大多数电容器的范围是从微微 (pF) 到微 (uF) 法拉。 计算电容器容量的公式为：
C = Q / V
其中：
q = 是每个板存储的电荷。 它的单位是库仑（C）
V = 是电容器的两个薄片或导体之间的电压、电压或电位差。 它的单位是伏特 (V)
应用这个公式，如果我们假设负载 1 和电压 1 的值，它会给我们 1 法拉。 然而，这只是一个例子，因为这种容量的电容器不存在，因为它会非常大。 为了得到一个想法，它将覆盖 1000 m 的空间2.
现在，如果我们想知道电容器可以存储的电压，知道电容器的电荷和法拉数，那么我们可以通过前面的方程求解电压：
V=q/C
电容器的充放电
电容器的特性之一是它的放电是渐进的，而不是立即放电。 电容器具有放电时间段。 此属性允许电容器具有其他应用，例如电路中的定时器和滤波器。
当电容器充满电时，它允许电压通过。 当电源断开时，电容器开始逐渐向负载或消耗电压的元件释放电压。
通常，出于电容器保护的原因，电容器总是在电阻器之前。 即使电容器的内阻很小，也可以忽略不计，如果不注意保护电容器，就会损坏甚至爆炸。
电容充电
为了简单说明电容器充电时的行为，我们将用最常用的例子来说明：
让我们考虑一个电路，其中有一个电源，如电池，一个名为 R1 的电阻器，负责控制将到达电容器的电流通过以保护它。 此外，还有一个允许电容器充电或放电的开关，最后是一个称为 R2 的电阻器，它将代表消耗电流的设备。
首先，我们看看开关是如何排列的，让电容串联在电源和电阻上，顺便强调一下，这个电阻叫做负载电阻。
此时，由于充电电阻器，电容器正在以受控方式充电。 电阻器和电容器的这种组合允许您设置我们之前提到的定时器。 这是因为电阻阻止了电流的自由通过，所以电流通过电路需要更长的时间，所以它通过电容器，需要一段时间才能充电。
电容器充电所需的时间可以使用以下公式计算：
t1 = 5 x R1 x C
东德：
t1：是充电时间。 它的单位是毫秒（我）
R1：是负载电阻。 它的单位是欧姆（Ω）。
C：是电容器的电容。 它的单位是法拉 (F)
这个等式让我们可以肯定负载电阻越高和/或电容器的电容越大，充电时间越长。 这可以在下图中进行验证。
您可能想知道如果我们不设置负载电阻会发生什么。 理论上电容器会立即充电。 但是，正如我们前面提到的，不建议这样做，因为电容器只能接收很小的电流。 如果我们记得欧姆定律，我们可以看到：
我 = V / R
其中：
I：是电流。 它的单位是安培（A）
V：是电压。 它的单位是伏特 (V)
答：是阻力。 它的单位是欧姆（Ω）
如果电阻趋于或等于 0，这意味着电流实际上是无限的，或者至少非常大。 电容器只能支持较低电流的馈电。 简而言之，如果没有放置任何类型的负载电阻，电容器可能无法承受该电流并会烧坏。
现在让我们假设电容器已经充电，那么会发生什么？ 让我们回到欧姆定律，随着电压升高，由于电阻值保持不变，电流值趋于零。
众所周知，电容器的作用是储存电压或电压。 这意味着当电容器充电时，此时电压会更高。 由于电阻不会改变其值，因此电流趋于零。 简而言之，一旦电容器充电，它的行为就像开路或阻止电流通过的开关，尽管在那个点上会有电压或电压。
冷凝器放电
现在让我们介绍相反的情况。 当开关改变位置并且电容器与电阻器 R2 串联时，电容器将开始放电。 为什么?嗯，因为电阻R2代表电路的消耗，当它所在的电路闭合时，这个电阻将需要供应。 该电源将由电容器提供，释放其存储的电势差。
与装载一样，卸载不是立即的，而是渐进的。 与充电一样，估算放电时间的公式是相同的。 这意味着电容器放电所需的时间取决于 R2 的电阻和电容器的电容。 同样，这里我们再次刷新方程：
t1 = 5 x R1 x C
东德：
t2：是充电时间。 它的单位是毫秒（ms）
R2：是负载电阻。 它的单位是欧姆（Ω）。
C：是电容器的电容。 它的单位是法拉 (F)
例如，这种类型的电路可以控制设备开启的时间。
作为过滤器的冷凝器
另一个经常使用电容器的应用是作为滤波器。 这得益于其逐渐充电和放电的特性，这种现象用于清除信号或电波中的杂质。
如果我们以初始电路为例，但在这种情况下使用交流电源。 电容器将开始充电，直到达到其最大存储容量，然后电流将停止，负载将开始由电容器中存在的电压供电。 一旦电容器开始放电，电源就会继续为电容器充电，而无需等待其完全放电。
这在视觉上更容易理解：
如您所见，交流电源的波形是正弦波，由于电容器的特性，可以对直流电源中的波形进行整流。 这对于计算机等使用的电源非常有用。 许多设备不能使用交流电而是使用直流电，这就是电源作为中介进入的时候。 当然，这些电源有更多的组件来实现这个目标。
电容器的种类
电容器或电容器可以有不同的分类。 接下来，我们将开始根据电容器的电介质类型对电容器进行分类：
由于其电介质
电容器根据它们所具有的电介质进行分类。 有所谓的电解电容，它们是有极性的，即有正极端子或“腿”和负极端子。 如果极性接反，会损坏电容器。
这些电解电容器与其他电容器不同的是它们使用导电离子液体。 这种液体是一种化学溶液，通常由硼酸或硼酸钠与乙二醇糖组成。 这种液体作为电容器的导电板或导电片之一的替代品进入。
与电解电容器不同，以空气、陶瓷、纸或其他材料作为电介质的电容器没有固定的极性。 此外，它们内部有两个板，内部没有液体。
两种类型的电容器都有其应用，因此即使它们具有不同的电介质，也无法相互替代电容器。
总之，有冷凝器：
- 电解的
- 陶瓷
- 纸
- 空气的
- 可变电容
固定或可变
与电阻器一样，有固定容量的电容器，也有容量可变的电容器。 这是通过使用旋钮（例如电位计或可变电阻器）调整板之间的间隙来实现的。
根据其形状
电容器的设计各不相同，分别有圆盘、珍珠和管状电容器，如下所示。
电容器代码
有一些电容器通过颜色表指示其容量值，与电阻器使用的颜色表非常相似。
色标
第一个颜色表示第一个的值，第二个是第二个数字的值，第三个是上升到10的指数，即10会上升到第三个颜色代表的数字。 第四种颜色表示变化的百分比，即可以比表示容量的值多 10% 或 10%。 最后，第五种颜色表示充电电压或电压。 所有这些电容器的单位都是皮法。
颜色的价值来自商业表格，如下所示：
日本代码
还有另一种类型的代码来识别电容器的电容是一种称为日本代码或代码 101 的代码。该代码由三个数字组成，这些数字在电容器上可见。
前两位数字形成一个数字，必须乘以 10 到第三个数字，以皮法为单位。 例如：
这个电容器的代码编号为 104。所以计算这个电容器的容量的方法是：
10 X 104 = 100000 pF = 0,1 uF
字母数字代码
还有另一种代码来标识电容器的材料和容量，它使用字母和数字的组合。 这种结合数字和字母的代码有多种呈现方式，而且千差万别，不值得学习，因此建议您查阅制造商的数据表。
电容器串联和并联
与电阻器一样，串联或并联电容器的位置会产生总电容的行为。 我们先来看看电容串联时出现的现象。
串联电容器
当电容器串联时，每个电容器的容量如下：
方程出现：
Vt = V1 + V2
其中：
Vt：总电压
V1：第一电容电压
V2：第二个电容的电压
让我们回到计算电容器容量的方程式：
C = Q / V
其中：
q = 是每个板存储的电荷。 它的单位是库仑（C）
V = 是电容器的两个薄片或导体之间的电压、电压或电位差。 它的单位是伏特 (V)
并且可以通过以下方式清除 V：
V=q/C
现在，如果我们用前面的表达式替换电路中每个电容器的每个 V，我们得到：
1 / C = 1 / C1 + 1 / C2 + 1 / C3… 1 / Cn
并联电容器
在这种情况下，由于电容器是并联的，每个电容器接收到的电压与电源的电压相同，因此我们必须：
Vt = V1 = V2 = V3… Vn
哪里
Vt：是总电压或源电压
V1：第一电容电压
V2. 第二电容电压
V3：第三个电容的电压
再次，如果我们回到允许我们根据负载和容量值估算电压值的表达式：
V=q/C
我们继续用前面的表达式替换电路中每个电容器的每个 V，我们得到：
C = C1 + C2 + C3… + Cn
冷凝器用途
电容器是电子产品中最基本的元件之一。 今天几乎不可能提及在其设计中不需要电容器的设备。 接下来我们将提到一些最常见的电容器应用。
- 电池和内存： 由于其存储容量，可以将多个电容器并联以增加充电容量。
- 筛选条件： 它们被广泛应用于电网中，因为它们可以消除网络中的纹波和噪声，反之亦然，使内部电网产生的谐波在返回网络之前被过滤掉。 在电信领域，它的滤波能力被广泛用于建立频段以及减少或消除干扰。
- 电源： 它的逐渐充电和放电行为允许波形整流，这对于电源将交流电转换为直流电是必不可少的，因为大多数电子设备在内部使用直流电工作，但电力服务使用交流电工作。 这就是为什么设备运行需要电源，而在构成它的部件中，电容器起着不可替代的作用。
- 阻抗适配器： 电容器可以在几乎可以忽略不计的时间内对能量进行放电和充电，这允许电阻率与其他组件一起谐振，从而使具有不同阻抗的两个电路可以耦合或一起工作。
但是，这些只是我们可以提及的少数用途中的一小部分。 电容器在电子、大型电网、电信和其他领域都有应用。 从我们的电脑、手机、冰箱、数字时钟、电视和许多其他发明中，它们内部都有电容器，作为构成设备或设备并赋予其生命的装置的重要组成部分。
结论
今天电子产品的应用在我们的日常生活中是如此重要，以至于在一个不再存在的世界中生存几乎是不可能的。 这个庞大的先进技术世界始于其最不起眼的基础，作为电子产品一部分的每个组件也是如此。
电容器就是这种情况，它是一种由非常简单的材料制成的组件，它使其成为电子产品的基本组件之一，但是由于它的行为，不可能在所有存在的电子设备中都找不到它.
毫无疑问，电子技术的进步一直是推动各学科技术进步的根本动力。 尽管冷凝器本身在与其他组件结合使用时不是很有用，但复杂的设备如 RAM 存储卡、电脑、机器人、无人机、手机、 服务器 等等。