电容器应用

电容器在电子和电气系统中有很多用途。它们无处不在，以至于很少有电气产品出于某种目的不包括至少一个。

当电容器连接到其充电电路时，它可以存储电能。当它与充电电路断开连接时，它可以消耗储存的能量，因此它可以像临时电池一样使用。电容器通常用于电子设备中，以在更换电池时保持供电。（这可以防止易失性存储器中的信息丢失。）传统的静电电容器提供的能量密度低于360焦耳/千克，而使用开发技术的电容器可提供超过2.52焦耳/千克的能量密度。在汽车音响系统中，大型电容器存储能量供放大器按需使用。不间断电源(UPS)可配备免维护电容器以延长使用寿命。

大型、特殊构造的低电感高压电容器组（电容器组）用于为许多脉冲电源应用提供巨大的电流脉冲。这些包括电磁成形、Marx发生器、脉冲激光器（尤其是TEA激光器）、脉冲成形网络、聚变研究和粒子加速器。大型电容器组（水库）用作核武器和其他特种武器中的爆炸桥线雷管或拍板雷管的能源。使用电容器组作为电磁装甲和电磁轨道炮或线圈炮的电源的实验工作正在进行中。

储能电容器用于电源中，用于平滑全波或半波整流器的输出。它们还可以在电荷泵电路中用作能量存储元件，以产生比输入电压更高的电压。电容器与大多数电子设备的直流电源电路并联，以平滑信号或控制电路的电流波动。例如，音频设备以这种方式使用多个电容器，以在电源线嗡嗡声进入信号电路之前将其分流。电容器充当直流电源的本地储备，并绕过电源的交流电流。这在汽车音响应用中使用，当一个加强电容器补偿铅酸汽车电池引线的电感和电阻时。

在配电中，电容器用于功率因数校正。这种电容器通常以三个电容器的形式连接为三相电气负载。通常，这些电容器的值不是以法拉为单位给出，而是以无功功率的形式给出，单位为无功伏安(VAr)。目的是抵消感应电机、电动机和传输线等设备的感应负载，使负载看起来主要是电阻性的。单个电机或灯负载可能具有用于功率因数校正的电容器，或者可以在建筑物内的负载中心或大型公用变电站中安装更大的电容器组（通常带有自动开关装置）。在高压直流输电系统中，

用于抑制不良频率的电容器有时称为滤波电容器。它们在电气和电子设备中很常见，涵盖了许多应用，例如：

• 直流(DC)电源轨上的毛刺消除
• 信号线或电源线进出设备的射频干扰(RFI)消除
• 在稳压器之后使用电容器，以进一步平滑直流电源
• 用于音频、中频(IF)或射频(RF)滤波器（例如低通、高通、陷波等）的电容器
• 电弧抑制，例如通过触点断路器或火花点火发动机中的“点”

在单相鼠笼式电机中，电机外壳内的初级绕组不能在转子上启动旋转运动，但能够维持旋转运动。为了启动电机，次级绕组与非极化启动电容器串联使用，以在通过启动绕组的正弦电流中引入滞后。当次级绕组相对于初级绕组倾斜放置时，会产生旋转电场。旋转场的力不是恒定的，但足以启动转子旋转。当转子接近运行速度时，离心开关（或与主绕组串联的电流敏感继电器）断开电容器。启动电容器通常安装在电机外壳的侧面。这些被称为电容启动电机，还有电容器运行的感应电动机，它们具有与第二绕组串联的永​​久连接的移相电容器。电机很像两相感应电机。电机启动电容器通常是非极化电解类型，而运行电容器是传统的纸或塑料薄膜电介质类型。

大多数电容器旨在保持固定的物理结构。但是，各种因素都会改变电容器的结构；由此产生的电容变化可用于感测这些因素。

电容器可以在振荡器电路中具有类似弹簧的特性。在图像示例中，电容器的作用是影响npn晶体管基极的偏置电压。分压电阻的电阻值和电容器的电容值共同控制振荡频率。

在从电路中移除电源后，电容器可能会长时间保留电荷；这种充电可能会导致危险甚至可能致命的电击或损坏连接的设备。例如，即使是看似无害的设备（例如由1.5伏AA电池供电的一次性相机闪光灯装置）也包含一个可充电至300伏以上的电容器。这很容易产生冲击。电子设备的服务程序通常包括对大型或高压电容器放电的说明。电容器还可能具有内置放电电阻器，可在断电后几秒钟内将存储的能量消散到安全水平。高压电容器在端子短接的情况下存储，以防止由于介电吸收而产生的潜在危险电压。一些旧的大型充油电容器含有多氯联苯(PCB)。众所周知，废弃的多氯联苯会泄漏到垃圾填埋场下的地下水中。含有PCB的电容器被标记为含有Askarel和其他几个商品名称。在非常古老的（1975年之前）荧光灯镇流器和其他应用中可以找到填充PCB的电容器。当承受超出其额定值的电压或电流时，或者当它们达到正常使用寿命时，高压电容器可能会发生灾难性故障。电介质或金属互连故障可能会产生电弧，使电介质流体蒸发，从而导致外壳膨胀、破裂甚至爆炸。用于射频或持续大电流应用的电容器可能会过热，尤其是在电容器卷的中心。当一个电容器短路时，高能电容器组中使用的电容器可能会剧烈爆炸，导致存储在该组其余部分中的能量突然倾倒到故障单元中。即使在正常运行期间，高压真空电容器也会产生软X射线。适当的遏制、熔断和预防性维护有助于将这些危险降至最低。高压电容器可以受益于预充电，以限制高压直流(HVDC)电路上电时的浪涌电流。这将延长组件的使用寿命，并可能减轻高压危害。