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空气电容器

什么是空气电容器？

  空气电容器空气电容器是使用空气作为电介质的电容器。最简单的空气电容器由两个由气隙隔开的导电板制成。空气电容器可以以可变或固定电容的形式制成。固定电容空气电容器很少使用，因为还有许多其他类型具有优越特性。可变空气电容器因其结构简单而更常使用。它们通常由两组由气隙隔开的半圆形金属板制成。一组是固定的，另一组是连接到轴上，允许用户旋转组件，因此根据需要改变电容。两组板之间的重叠越大，电容越高。当两组板之间的重叠最高时，实现最大电容状态，

 

 

可变空气电容器用于需要改变电容的情况。它们有时用于谐振电路，例如无线电调谐器，混频器或天线阻抗匹配应用。可变电容器的另一个用途是在电子电路设计的原型设计中。有时，通过反复试验找到合适的电容值更容易，而不是精确计算。

空气电容器定义

  空气电容器是使用空气作为位于导电板之间的电介质的电容器。

 

特点

  材料的介电常数值是对于给定电压存储在材料中的电能量的量度。由于电容器是用于存储电能的装置，因此较高的介电常数是有利的。然而，空气的介电常数值约为真空的是，这是最低的介电常数可能的材料，并且等于ε ö  = 8.854×10 -12调频。这意味着为了获得大电容值，需要物理上大的电容器。另一个重要因素是介电强度。介电强度限制了在材料失去其绝缘体和介电特性并开始像导体一样起作用之前可施加到材料上的最大电压。空气的介电强度不如许多其他材料，这使得空气电容器不适合高压。

 

空气电容器的电容很小，通常介于100pF和1nF之间。最大工作电压取决于电容器的物理尺寸。高工作电压要求板之间的距离足以避免空气的电击穿。如果发生击穿，则会在板之间产生火花，电容器将无法正常工作，甚至可能被电弧损坏。因此，在较高电压下工作的电容器通常在物理上较大，以允许板之间有足够的空间。典型的工作电压在几十到几千伏之间。对于较高的工作电压，有时使用类似构造的电容器，但是从器件中抽空空气并且使用真空作为电介质。

 

空气电容器是非极性的。这意味着可以安全地使用空气电容器而不考虑DC极性，这在一些应用中是有用的。只要不超过最大额定电压，它们就可安全用于交流应用。

 

 

 

空气电容器的结构和性能

  空气电容器示意图可变气隙电容器通常由两组半圆形金属板制成。一组是固定的，而另一组可以使用连接到它的轴旋转。两组夹在每两块板之间有气隙。用户通过旋转轴并增加或减少两组板之间的重叠量来改变电容。减速齿轮机构可用于提高精度并允许更精细的调谐和更好的电容控制。通过仔细地设计板的形状，可以实现例如旋转角与电容的线性或对数函数。为了改善空气电容器的特性，有时空气从密封室中排出，这产生了真空电容器。其他材料， 

 

尽管空气和真空的击穿电压和介电常数相对较低，但它们仍然具有优于其他材料的一些优点。最重要的优点是漏电流低，这意味着空气电容器内的工作损耗很小，特别是在湿度较低的情况下。

多节可变电容器

  考虑到它们的结构，有几种特殊类型的可变电容器。一种类型是多段可变电容器，其具有两个或更多个相同或不同电容的电容器连接到同一轴。旋转控制轴会影响其上所有电容器的电容，通过精心设计，可以使用一个可变电容器同时调谐多个电路，例如预选器，输入滤波器和接收器单元中的振荡器。

 

蝴蝶可变电容器

  蝶形可变电容器具有两个定子和一个转子，该转子以这样的方式布置，即转动转子将使转子和任一定子之间的电容相等地变化。

 

差动可变电容器

  差动可变电容器也使用两个定子，但是旋转控制轴会增加一个定子上的电容，同时减小另一个定子上的电容。因此两个定子之间的电容保持恒定。

 

可变电容器的应用

  可变电容器的应用主要限于AC电路。大多数应用需要高频，高功率和低损耗特性。它们用于无线电调谐应用，天线调谐等。空气电容器对于军事应用来说是有意义的，因为它们固有地抵抗电磁脉冲，这种电磁脉冲可以故意破坏电子设备，但也是核爆炸的副产品。现代应用包括用于硅晶片上的导电材料沉积中的等离子体控制的RF匹配网络，以及需要非磁性可变电容器的MRI医学扫描仪。由于空气电容器由非磁性的铝制成，因此它们在强磁场中工作良好。