电容元件和电容器都有电容两个字,那么它们有没有区别呢?电容元件是不是电容器?让我们一起来看看吧。
1、电容元件
电容器在电路分析中的建模就是电容元件,电容元件是一种理想的元件,它仅反映了电容器能存储电荷(存储电场能量)这一物理现象,其电路符号为两条短竖线,如下图1-1-5所示。这两条短竖线就如同两块金属板,可以说是非常形象了。
图1-1-5
上文说到“理想的元件”,这里的“理想”又是什么意思呢?其实,它是指忽略实际电容器的其他因素。例如,实际电容器在电路中除了储能的作用外,还会产生一定的电能损耗,这个电能的损耗就相当于电阻的作用,也就是说,实际电容器也有部分电阻的特性。但电容元件显然没有电阻的存在,无法反映出能量的损耗,所以,这就是电容元件与电容器的区别。
但实际上,我们往往也把实际电容器叫做电容元件,基于此,大家就要懂得具体问题具体分析了。例如,若不能忽略电容器的功率损耗,那么它在电路分析中的建模,应是电容元件和电阻元件的并联组合,如下图1-1-6所示,但若忽略其功率损耗,此时电容器的建模就可以直接用电容元件表示。
图1-1-6
既然电容元件反映的是电容器的储能性质,那么,它就得把这个所存储的能量通过某种方式给表示出来,这就是“电容C ”的由来。
2、电容元件的参数
电容元件所存储的电荷q与电压u有着某种代数关系,即电容元件极板上存储的电荷q与其两端的电压成正比,这就是电容元件的元件特性,该比例系数用字母“C ”表示,如下图1-1-7所示。
图1-1-7
图1-1-7所示的式q =Cu中的“C ”就是电容元件的参数,称为电容,是一个正实常数。也就是说,一个具体的电容元件,其电容C就是一个大于零的常数(其值不变的数),不随外部条件的变化而变化。
显然,电容C是电荷与电压的比例系数,以电压u为横坐标、电荷q为纵坐标就可以画出电容元件的特性曲线,如图1-1-7所示,该曲线称为库伏曲线,斜率就为电容C 。
至于为什么被称为库伏曲线,很简单,因为电荷q的单位为库仑,电压u的单位为伏特,所以这条曲线就叫库伏曲线啦。
当电荷q的单位为库仑,电压u的单位为伏特时,电容C的单位就为法拉,用字母“F”表示,简称法。1F其实已经是一个非常大的数了,很多情况下,其单位都是以“μF(微法)”、“pF(皮法)”的形式出现,它们的关系如下图1-1-8所示。
图1-1-8
电容元件的参数称为电容,但一般情况下,为了方便,我们也把电容元件称为电容。也就是说,“电容”这个词和“C ”这个符号,一方面表示电容元件,一方面也表示电容元件的参数。
关于电容的更多内容,如电容元件在交流电路和直流电路中的不同、与电容相关的容抗是什么等,我们将在下一篇文章再加以阐述,请持续关注哟!