电容是一种能够存储电荷的元件,其原理是利用它的两个导体板之间的电场来存储电荷。当电容器接上电源时,在两个导体板之间就会形成电场,电荷会被吸引到极板上,导致极板上积累正电荷或负电荷。这样,电容器的两极板之间就会存储电荷。
电容器的储能能力大小取决于其电容值和所加电压的大小。与电池等其它储能元件不同,电容器的储能能力非常快,可以在很短的时间内迅速存储或释放电能。
利用电容来储存能量是目前常见的应用之一,它主要是在电压变化不大的情况下利用电容器储存电能,以备不时之需。充电电量的储存通常是通过稳压电源或其他电路调节电容器充电电流,让电容器保持恒定电压充满,以实现电能的储存。
在实际应用中,利用电容容量和电压大小的关系可以计算出电容储存的电量大小,这在需要电量变换的场合是非常有用的。例如,在闪光灯及微处理器等电量需求不稳定的应用中,利用电容器储存小电量并释放在不同时间段,可以非常有效地解决电量不足问题。
电容器不仅可以储存电能,还可以用来提高能效。在交流电路中,电容器可以对电路进行滤波、降压、功率因数校正等作用,达到提高电路效率的目的。例如,在照明电路中使用电容器可以调整电路的功率因数,并有效地减少电网能量的消耗。
同时,利用电容器将交流电转换为直流电,可以非常有效地减少电器的功率损失和电能的浪费,达到提高能效的目的。
电容器还可以用于储存信息,在某些电子存储元件中,就是利用电容储存二进制信息的。例如,内存中的DRAM就是利用电容来储存信息。DRAM中每一个存储单元都由一个电容器和一个半导体开关构成,通过控制开关的通断来改变电容器极板上的电荷状态。这种储存方式具有容量大、价格低廉等优点,已成为目前计算机内存领域主流的存储方式之一。
此外,电容器还可以用于储存传感器中采集到的模拟信号,只需要将采集到的模拟信号通过AD转换成数字信号,再通过电容器将数字信号储存下来,进行数据处理和后续的分析。