一天一点基础

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:02:08

OL，这个电容器俺做到了95摄氏度（铝外壳温度），如照片所示。这个电容器的标称极限温度是105摄氏度（在塑料外壳上），没有超过其极限温度

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:06:32

电流表显示在95摄氏度时，该电解电容器的漏电流由4uA（30摄氏度）增大到180uA（95摄氏度），增大了45倍

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:12:16

那么大家不禁要问了：如果温度在升高会怎样？
我是这样认为的：
1. 任何器件在使用过程中都不允许超过其标称极限使用温度；
2. 如果超过其极限使用温度可能会发生危险。例如：爆裂、燃烧等。
所以第一条“任何器件在使用过程中都不允许超过其标称极限使用温度”是最最重要的

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:17:47

曾经见到有的设备中大容量的电解电容器发生“爆裂”和“烧毁”。我们上述实验力图说明造成上述现象的一个原因，即：“旁热”。例如电容器附近有大功率的电阻器，当它温度很高时，对电容器加热使其超过了极限温度造成其爆裂和烧毁。
请大家在设计相关电路时注意上述现象，并避免

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:25:08

当然，造成电容器损坏还有其它原因。例如超过其标称耐压，机械损伤等

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:31:59

大家知道，理想的电容器本身是不会“发热”的。换句话说，它的温度应该等于室温（在没有旁热的时候）。但是，对于实际的电容器来说，总是会有或多或少的“漏电”，也就是说它的绝缘电阻并不是无穷大。在标称使用条件下，这种漏电是无关紧要的。但是，一旦超过其极限参数（如耐压、温度）则漏电显著增大，绝缘电阻急剧下降。这个时候，电容器就会演变为“电阻器”就会造成其温度急剧上升，如不加以限制这种温度的升高，则会造成电容器的永久性损坏（爆裂、燃烧等）

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:36:14

经过一段时间的放置后，电容器的温度恢复到了室温（31摄氏度），漏电也恢复到初始值4uA。

wb61850 · 发表于 2009-7-14 23:58:04

请大家注意，叙述完下述问题后，俺将重新盖此楼的续集。
因为楼太高了大家会爬的很辛苦

wb61850 · 发表于 2009-7-15 00:13:44

大家知道电容器的“容抗”是与信号的频率成反比的。就是说信号的频率越高则电容器的容抗就越小

“容抗”变现出电容器对不同频率的信号的“阻力”或“阻碍作用”是不同的。
那么，容抗与电阻有什么不同呢？
理想电阻器的电阻值与信号频率无关，这是它们的不同之一。
电阻器在通过电流（或加上电压）时会“发热”，也就是说电阻器可以把电能（电势能）转换为热能、光能。而理想的电容器是不会把电能转换为其它形式的能量的。电容器在电路中时而由电源“吞进”能量；时而向电源“吐出”能量。这种现象是“电阻”与“容抗”的本质不同。

wb61850 · 发表于 2009-7-15 00:25:19

请看上述电路。
Vs是一个频率为50Hz，幅度为12V，初相位为0度的理想正弦电压源。
当电路稳定以后，电容上的电压（即电源电压）和回路电流都是时变的并且是按照正弦规律变化的。
对于50Hz的频率，电容器（100uF)的容抗约等于31.8欧姆（以标注于电路图中）。

wb61850 · 发表于 2009-7-15 00:40:11

好，大家看到了这是电压u(t)（红色波形）和电流i(t)（蓝色波形）的波形。
那么我们要说明什么问题呢？
首先大家要明确，这两个信号都是同频率的正弦波。其中，电流在相位上是超前（导前）于电压90度的。
电压的峰值是12V，电流的峰值是377mA（毫安）。那么我们能不能按照计算电阻时计算其“功率”呢？
大家知道：功率=电压乘以电流。更确切的讲瞬时功率p(t)= 瞬时电压u(t)乘以瞬时电流i(t)。
那么“功率”有什么意思呢？“功率”反映了能量随时间的变化情况。功率越大则在单位时间内转换的能量就越多。

wb61850 · 发表于 2009-7-15 00:55:13

好的，请看这个波形。这是上述电路中u(t)*i(t)的波形，即功率p(t)的波形

这个波形说明了什么问题呢？
这个波形是周期性的正弦波。其正的峰值约等于2.3W（瓦特），负的峰值也约等于2.3W（瓦特）。
怎样会出现“负的功率”呢？这就是电容器在电路向电源“吐出”能量的表现。
我们说，在功率波形的正半周（没有进入负值的区域）是电源向电容器输出能量，这个时期电容器是“吞入”能量的。
那么在功率波形的负半周（波形进入负值的区域）则是电容器将电场能量（在正半周期间存储的）返还给电源的过程，即电容器向电源“吐出”能量的过程。
在信号的一个周期内，电容器吞进和突出的能量之和等于零。因此理想电容器本身并不会消耗能量（把电场能量转化为热能等）。

wb61850 · 发表于 2009-7-15 00:57:26

即：理想电容器的平均功率=0

wb61850 · 发表于 2009-7-15 01:00:19

至此，我们对电容器的认识也要告一段落了

感谢大家的光临，共同学习、一起进步，谢谢

wb61850 · 发表于 2009-7-15 01:03:51

本楼从6月18日到现在已经过近一个月的建设，该楼已完成了其使命，可以封顶了。
衷心的感谢大家的参与，请继续关注本楼的续集，谢谢

qupeng2008 · 发表于 2009-7-15 01:23:32

嘿嘿，不辛苦~
俺就爱看通俗易懂的啊~哈哈

qupeng2008 · 发表于 2009-7-15 01:23:51

俺在楼顶放把小椅子~嘿嘿

wb61850 · 发表于 2009-7-15 01:26:54

楼顶风大

楼望峪 · 发表于 2009-7-18 12:57:27

本帖最后由楼望峪于 2009-7-20 20:32 编辑

我站在楼顶上啦!
吴兄写得很好呀,学习了!(哈哈,写错一个字了,现改正)

wb61850 · 发表于 2009-7-19 11:20:38

高处不胜寒
怎耐在人间
敢问天上宫阙
今昔是何年

我可不是“吴总”啊
他们都叫我“阿滨”