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云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G等等，新一代的信息技術(shù)快速演進(jìn)；硬件、軟件、服務(wù)等核心技術(shù)體系也在加速重構(gòu)。而身為電子攻城獅的我們都知道，無(wú)論高端技術(shù)如何演變，元器件才是電子技術(shù)進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界的底層技術(shù)支撐。
在構(gòu)成電子電路的元器件中，電容器和電阻并列，是使用最多的器件之一。作為電子世界中的一分子，沒(méi)有誰(shuí)比它們更多的環(huán)繞在你周圍的各類電子設(shè)備中。然而，電容、電阻等這類看似簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)元器件，對(duì)于攻城獅來(lái)說(shuō)依舊是一道壁壘，哪怕是經(jīng)驗(yàn)老道的資深大咖，都有可能存在知識(shí)盲區(qū)。怎樣打破這道壁壘順暢地走上電子之路，這便是我們想為您做到的。
在本系列主題中，我們將全面為你解讀電容器的前世今生、家族脈絡(luò)、未來(lái)發(fā)展。
所以，很高興認(rèn)識(shí)你，我是電解電容器！
《Hi，我是電解電容器》系列之一：電容器不是用來(lái)玩的
最早的電容器真的是玩的
現(xiàn)在，眾所周知，電容器是三大無(wú)源元件（電阻、電容、電感）之一，電氣技術(shù)領(lǐng)域、電子技術(shù)領(lǐng)域不可或缺的元件。因此，現(xiàn)在的電容器不再是用來(lái)玩的。但是，在電容器的初期，電氣技術(shù)尚處于黎明前的一絲曙光時(shí)，電容器基本處于無(wú)用武之地。因此最早的電容器除了科學(xué)實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究，剩下的就是用來(lái)玩的。
最早的電容器是“萊頓瓶”，如圖1.1。也就是在玻璃瓶的內(nèi)外壁敷上金屬箔，形成兩個(gè)電極。
圖1.1 萊頓瓶
1746年，荷蘭萊頓大學(xué)的教授慕欣勃羅克（1692--1761）在做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，無(wú)意中把一個(gè)帶了電的釘子掉進(jìn)玻璃瓶里，他以為要不了多久，鐵釘上所帶的電就會(huì)很容易跑掉的，過(guò)了一會(huì)，他想把釘子取出來(lái)，可當(dāng)他一只手拿起桌上的瓶子，另一只手剛碰到釘子時(shí)，突然感到有一種電擊式的振動(dòng)。這到底是鐵釘上的電沒(méi)有跑掉呢，還是自己的神經(jīng)太過(guò)敏呢？于是，他又照著剛才的樣子重復(fù)了好幾次，而每次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果都和第一次一樣，于是他非常高興地得到一個(gè)結(jié)論：把帶電的物體放在玻璃瓶子里，電就不會(huì)跑掉，這樣就可把電儲(chǔ)存起來(lái)。
另?yè)?jù)一本<<教學(xué)參考書>>是這樣記載的：1745年，荷蘭萊頓大學(xué)的教授馬森布洛克1692-1761發(fā)明了萊頓瓶。他做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把一支槍管懸在空中，將起電機(jī)跟槍管連接，他讓助手握住玻璃瓶，自己搖起電機(jī)，這時(shí)他的助手不小心把另一只手觸近槍管，猛地感到了一次強(qiáng)烈的電擊以致喊叫起來(lái)。馬森布洛克于是跟助手互換了一下，他讓助手搖起電機(jī)，自己一手握瓶，一手去碰槍管，強(qiáng)烈的電擊使他以為：這下子我可完蛋了！他的結(jié)論是：把帶電體放在玻璃瓶?jī)?nèi)是可以把電保存下來(lái)的，只是當(dāng)時(shí)他搞不清楚是靠瓶子還是靠瓶子里的水來(lái)起保存電的作用的。
在當(dāng)時(shí)，萊頓瓶?jī)H僅是娛樂(lè)工具或玩具。因?yàn)槟莻€(gè)年代，電容器還沒(méi)有什么用場(chǎng)。
這些電學(xué)示范中規(guī)模最大的應(yīng)1748年，法國(guó)人諾萊特(Nollet,1700~1770)在巴黎圣母院外面表演給在法國(guó)國(guó)王路易十五的皇室成員看的700人表演。他讓七百位修道士手拉手排成一行，諾萊特讓排頭用手握住萊頓瓶，讓排尾用手握住萊頓瓶的引線，然後他用起電機(jī)讓萊頓瓶起電。當(dāng)搖動(dòng)起電機(jī)的一瞬間，這七百個(gè)修道士因受電擊幾乎同時(shí)跳起來(lái)，在場(chǎng)的人無(wú)不目瞪口呆！ 如圖1.2。
圖1.2 萊頓瓶最早應(yīng)用于娛樂(lè)
電氣技術(shù)和電子技術(shù)，使得電容器步入實(shí)用
到了1912年，應(yīng)用真空管實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化的電子線路，電容器開始了越來(lái)越多的應(yīng)用。
真空管帶來(lái)的無(wú)線電技術(shù)革命，使得電容器得到越來(lái)越多的應(yīng)用。出現(xiàn)了各類介質(zhì)的電容器。如空氣電容器、真空電容器、云母電容器、紙介電容器、陶瓷電容器、電解電容器、有機(jī)薄膜電容器等。
1、電容器的第一個(gè)應(yīng)用是作為諧振、定時(shí)類應(yīng)用，常見于最初的無(wú)線電發(fā)射與接收的電子設(shè)備。高校電子技術(shù)課程教材中也是這樣說(shuō)的。
2、電容器的第二個(gè)應(yīng)用是將工頻交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過(guò)程中對(duì)整流后的“直流”電壓進(jìn)行“平滑”使之滿足應(yīng)用需求。在這種狀態(tài)下，需要比較大的電容量和足夠的工作電壓。
3、電容器的第三個(gè)應(yīng)用是作為電源旁路，將電子線路工作時(shí)向直流電源索取的交流電流分量旁路，確保電子線路的直流電源質(zhì)量。
4、電容器的第四個(gè)應(yīng)用是對(duì)交流電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償，在現(xiàn)代電力電子技術(shù)興起前，無(wú)功補(bǔ)償電容器是產(chǎn)值最高的。
對(duì)于電解電容器：由于有極性的限制，絕大多數(shù)應(yīng)用于直流電壓狀態(tài)，至少端電壓不可反極性。因此，上述的四種應(yīng)用中，第二種應(yīng)用，電解電容器是最佳的選擇；第三種應(yīng)用通常也需要應(yīng)用電解電容器。
當(dāng)然，即便最早的電容器真是用來(lái)玩的，但隨著電氣、電子技術(shù)的發(fā)展，電容器也逐漸向?qū)嵱没葸M(jìn)，各類介質(zhì)的電容器也走入到人們的視線當(dāng)中。
與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載
下期內(nèi)容，我們將帶來(lái)
《Hi，我是電解電容器》系列之二：電解電容器是時(shí)代需要的產(chǎn)物
摘要：1912年首個(gè)電子線路問(wèn)世后，9年后的1921年出現(xiàn)液體鋁電解電容器，1938年前后改進(jìn)為由多孔紙浸漬導(dǎo)電糊的干式鋁電解電容器……不同形式的電解電容器具有不同的特性來(lái)適合不同的需求。
