电容器电介质会由于快速的充电/放电循环而发热吗?


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经过快速充电/放电循环后,电容器中的电介质是否会发热?

Answers:


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是的,但仅限于它不是完美的电容器的程度。完美的电容器无法耗散能量,这意味着它不能被流过的电流加热,因为这会造成损耗。

实际电容器的规格称为等效串联电阻ESR。那就是各种物理因素综合在一起。对于大多数目的,您可以将电容器与ESR值的串联电阻一起视为理想的电容器。电阻消耗的功率与通过它的电流平方成正比。

真正的电容器可能会在足够的电流下变热,并最终导致故障。电解质对此特别敏感。它们的ESR不仅比其他电容技术高,而且对高温更敏感。某些电解电容器是专为更高电流而设计的,例如Panasonic FK系列。查看FK系列数据表与其他类型的数据表,您会看到FK可以承受更高的纹波电流。它们在物理上也比其他类型更大且更昂贵。

陶瓷的ESR通常很低,但不为零。我曾经有一个陶瓷磁盘电容器,它的温度很高,以至于很难触摸它,当时只有1 MHz。(也许是我正用的射频发射器产生的10伏特电压与它有关:-)

电介质通过使电子至少晃动一点而将能量存储在D场中。一些还使原子在不同的能量状态之间翻转。每当您移动能量时,即使只有几个原子的规模,也有机会以热量的形式损失一部分能量。有些陶瓷的损耗要比其他陶瓷少,陶瓷整体上的损耗很小,但它们都损耗了一些。

空气电容器不会在电介质中损失任何功率,因为​​它没有电(基本上是真空),但是除非引线和极板超导,否则电荷会来回晃动,从而会造成损耗。


好奇:那么,如果电介质本身不均匀,会更容易发热吗?
2012年

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理论上的纯电容性负载不应加热,因为它仅存储能量,然后释放能量。

但是,真正的电容器确实具有一定的抵抗力,这将导致一部分能量以热量的形式散发。

请记住,电容器被用作低通滤波器,因此,如果电容器上的信号频率很高,则根本不会感觉到。


电容器本身不是滤波器。您将至少需要一个其他组件。另外,那个电阻就是电介质吗?因为这就是OP的要求。
stevenvh 2012年
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