簡單的電容器是由兩端的極板和中間的絕緣電介質(包括空氣)構成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢差),但是由于中間的絕緣物質,所以整個電容器是不導電的。不過,這樣的情況是在沒有超過電容器的臨界電壓(擊穿電壓)的前提條件下的。我們知道,任何物質都是相對絕緣的,當物質兩端的電壓加大到一定程度后,物質是都可以導電的,我們稱這個電壓叫擊穿電壓。電容也不例外,電容被擊穿后,就不是絕緣體了。這樣的電壓在電路中是見不到的,所以都是在擊穿電壓以下工作的,可以被當做絕緣體看。 但是,在交流電路中,因為電流的方向是隨時間成一定的函數關系變化的。而電容器充放電的過程是有時間的,這個時候,在極板間形成變化的電場,而這個電場也是隨時間變化的函數。實際上,電流是通過場的形式在電容器間通過的。
電容器的介電材料
電容器所用介電材料主要為固體,可分為有機和無機兩大類。根據分子結構形式,無機介電材料有微晶離子結構、無定形結構和兩者兼有的結構(如陶瓷、玻璃、云母等)。有機介電材料主要為共價鍵組成的高分子結構,按結構對稱與否又可分為非極性(如聚丙烯、聚苯乙烯等)和極性(聚對苯二甲酸乙二酯等)兩類。電解電容器所用介質是直接生長在陽極金屬上的氧化膜,也是離子型結構。
非極性有機材料和離子結構較完善而緊密的無機材料的極化,屬于快速極化類型;而極性有機材料和結構離子晶體則屬于緩慢極化類型。前者介電常數 ε較低,損耗角正切tgδ值很小,溫度、頻率特性較好,且體積電阻率也較高;后者則大致相反。工程用介電材料不是理想的電介質,具有不同程度的雜質、缺陷和不均勻性。這是產生不同的體積電阻率ρV和擊穿場強Eb的原因。附表列出電容器常用介電材料的極化形式及其介電特性。
介電材料在外電場作用下會發(fā)生極化、損耗、電導和擊穿等現象,它們代表著電介質的基本特性,而這些特性又取決于組分和分子結構形式。