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电容器的作用-电容器的作用及原理

本文目录一览:

1、电容器的作用及原理

3、什么是电容,电容在电路中的作用是什么

4、电容器作用?

5、无功补偿电容器有什么作用?

6、电容是什么?看完这篇文章就明白了

7、什么是电容,电容器起到什么作用?

8、电容器的作用是什么

一、电容器的作用及原理

电容器的作用有耦合、滤波、退耦、高频消振、谐振几方面。

1、耦合:用在耦合电路中的级销团坏缺和规香车电容胡悉称为耦合电容团做升,在阻容耦合放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路,起隔直流通交流作用。

2、滤波:用在滤波电路中的电容器称为滤波电容,在电源滤波和各种滤波器电路中使用这种电容电路,滤波电容将一定频段内的信写号从总信号中去除。

3、退耦:用在退耦电路中的电容器称为退耦电容,在多级放大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路,退耦电容消除每级放大器之间的有害低频交连。

4、高频消振:用在高频消振电路中电服比具北格根品留座千的电容称为高频消振电容,在音频负反馈放大器中,为了消振可能出现的高频自激,采用这种电容电路,以消除放大器可能出现的高频啸叫。

5、谐振:用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容,LC并联和串联谐振电路中都需这种电容电路。

电容器工作原理

电容器在没有充电的时候内部正负电荷由于异性相吸的作用正负电荷就会结合在一起,因相互抵消自然不会产生电位差也你减茶纪银鲜住言单就不会有电压了。

但是电荷会受到电场力的作用而移动:在外电场的作用下电容器的负电荷则会通过外电源跑到电容器的负极,电容器的负极由于得到了负电荷所塌志老以它带负电,电容器的正极由致见讲获阳于失去了负电荷所以它带正电。

因为电容器的两个电极互相绝缘,所以被分离的电荷无法自动回到原来的位置。如果我们对电容放电,正负电荷就又重新结合到了一起。

三、什么是电容,电容在电路中的作用是什么

对电容的理解就是:是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。电容决定式是:C=εS/4πkd,定义式是:C=Q/U,还有有一个它的特性隔直通交, 这也是大多数人对电容的理解吧,虽然知道电容是什么,但是具体起什么作用很少人能清楚。

电容的作用

电容的主要作用包括滤波、耦合、谐振、旁路、定时、负载、积分、微分,下面来说一说电容是怎么实现这些作用的。

滤波

滤波电容即电解电容,正负极不能反接,都说滤波电容,那么到底滤掉的是什么波呢?

如上图所示,经过整流桥之后的波形如下所示

经过滤波电容之后的波形如下图所示,它的作用是把频繁变化大小的电压,稳定在一定值之内,电容的容量越大,波形越平滑,它的作用好似一个水桶,把水管里面流动的水流先收集起来,然后再通过水桶流出去,这样流出去的水流的流速会相对平缓,这就是所谓的滤波。如果觉得波形不够平滑,可以在后面加一个稳压管进行稳压,这样出来的波形会更加的平滑,滤波电容多应用在电路的电源部分。

旁路、耦合

旁路电容和耦合电容的作用其实都是一样的,作用都是滤除高频信号,不一样的是他们所处在电路中的位置不一样,旁路电容所滤除的是输入信号的高频,而耦合电容滤除的是输出信号的高频。虽然说滤波电容进行滤波,但是对于高频信号,滤波电容是无能为力的,这时候需要在电路中并联一个适当的旁路或耦合电容,让高频交流电通过此电容流向地,以确保后续电路无高频信号,至于选择多大的旁路电容,要做到具体电路,具体分析。

负载电容

相信大家对负载电容很熟悉,下图中与晶振X1所并联的电容C1和C2就是负载电容,更换负载电容的容值可以调整晶振的频率,负载电容的容值很小,一般只有几十pf(1pF=10^-12F),常用的容值有22pF、30pF、50pF、100pF。这个电容单片机官方一般都会给出,不需要我们去深究。


四、电容器作用?

电容器是储存电量和电能的元件,是最常用的电子元件之一。它的作用主要是通过交流方式,来隔断电路直流,同时还有储存电荷以及电荷的释放作用,有着很好的过滤机器,可以通过平滑的方式将脉动信号输出。

电容器的用途非常多,主要有耦合、滤波、退耦、高频消振、谐振、旁路、中和、定时、积分、微分、补偿、自举、分频等。随着电子信息技术的日新月异,数码电子产品的更新换代速度越来越快,带动了电容器产业增长。

五、无功补偿电容器有什么作用?

电容器的种类很多,不同种类的电容器其作用也不同。在中央空调系统中,常采用电解电容器作为控制电路中的滤波元件,用无极性的电容器串联在压缩机(单相异步)电动机的绕组中,使电动机启动绕组在启动时,电流领先运行超过启动电流一个相位角,从而得到启动转矩,使电动机容易启动。

六、电容是什么?看完这篇文章就明白了

上一篇文章《带你完全了解电容!电气人很有必要学习的知识点》非常详细地讲解了电容的含义,如电容效应、电容元件、电容参数等,在此基础上,这篇文章将延续上一篇的内容,深入讲解电容的更多内容,如电容元件在交流电路和直流电路中的不同、与电容相关的容抗等。

图1-2-1

根据电容参数“C ”的定义,可知电容元件极板上电荷量 q 等于电容 C 乘以极板间电压 u ,即q =Cu 。这说明,在电压相同的情况下,电容 C 越大,电容元件所能容纳(存储)的电荷就越多,存储的电场能量也就越大。那么,电容元件在电路中的电压与电流又是怎样的关系呢?我们往下看。

电容参数的交直流电路

q =Cu ,显然,若电容两端的电压发生改变,其极板上的电荷量也会发生变化(电容C为常数,固定不变)。电荷量的变化,由电荷的移动形成,例如电压变小,极板上的电荷量也要随之减少,换言之,极板上的部分电荷沿导线跑掉了。而电荷的沿导线跑动就是电流。即电容电压的变化,会使得电容上有电流流过,如下图1-2-2所示。

图1-2-2

举一反三,若电容两端的电压不变,极板上的电荷量也就保持不变,所以没有电荷的定向移动,即电容上没有电流流过,这就是电容的隔直作用。

1、电容参数的直流电路

如下图1-2-3所示的直流电路中,开关断开,假设电容极板上的初始电荷量为零,显然,电容两端的初始电压也为零。

图1-2-3

(1)闭合开关S1,电容开始充电,所谓充电,就是电荷逐渐向极板上堆集,电容两端的电压逐渐增大。此时的电容就像一个三天不吃饭的乞丐,开关一闭合瞬间,电容大口吃饭(充电),电流最大,随着电容吃得越饱,电荷的聚集速度越慢,即电流越小,其曲线如图1-2-4所示。

图1-2-4

这个电容的充电过程很快,直到电容的电压等于电源电压,充电完毕,此时电流也变为零,这就是电容元件的零状态响应,充电过程对应的电路就称为暂态过程。关于更多暂态电路的内容,在这里我就不展开讲啦,因为是真的很难!

(2)电容充电完毕后,开关S1打开,显然,电容极板上堆集的电荷无处可走,一直呆在极板上,这表示电容元件一直存储这电场能量。

(3)闭合开关S2,此时电容两极板上的异性电荷就像做扩散运动一样往电阻处跑,然后再电阻处相结合,释放能量!这就是电容元件的放电过程,电压与电流君呈衰减趋势,如图1-2-5所示。

图1-2-5

直流电路中,电容元件的影响主要体现在开关通断期间,电路达到稳态后,电容元件处就相当于开路了。

2、电容参数的交流电路

上文提到,电容两端的电压变化,会产生电流,而在(正弦)交流电路,电压是按正弦规律一直变化的,在这个交变定压的驱使下,电容的电流是一个怎样的变化情况呢?

结合电容的定义与电流的定义,电流是指通过任一截面的电荷变化率,即电荷变化的快慢,在电容元件里,这个电荷其实就是电容极板的电荷量,即图1-2-6所示的Δq /t ,即表示电容极板上的电荷变化的快慢.

图1-2-6

然后极板上的电荷又等于电压乘以电容,即Δq =Cu ,最后得出电容电流等于电容乘以电压变化率,如图1-2-6的公式所示。

经过复杂的计算,可以得出电容元件的电压与电流变化波形如图1-2-7所示。其计算过程我在此不再演示。

图1-2-7

从图1-2-7可以看到,电容电流与电压均按正弦规律变化,且两者周期(频率)相同,电流在想位上超前电压90° 。

既然电压与电流是同频的正弦量,那么它们就可以用有效值来表示,且两者之间可以进行四则运算。而有效值,就不用我再多解释了吧?

电容元件的容抗

在数值上,将电压有效值除以电流有效值,就可以得到一个与电容C 、角频率 ω (频率f )有关的数,这个数就是传说中的容抗 1/ωC ,如图1-2-8所示。这里 ω 是电源的角频率,可能大部分人不知道这个 ω 是什么,其实它与频率差一个2π的关系,即 ω =2πf ,表示正弦量在每秒内变化了多少个弧度。

图1-2-8

容抗与电源的频率成反比,其关系曲线如图1-2-8所示。这表明,电源的频率越高,电容元件的容抗就越小,若电源电压的有效值不变,随着频率的增大,容抗变小,此时流过电容元件的电流也就越大,这就是所谓的通高频阻低频。

回顾欧姆定律 R=U/I ,电压除以电流等于电阻,电压的单位是伏特(V),电流的单位是安培(A),这两个单位相除(V/A),得到的比值的单位是欧姆(Ω)。同样的,电容元件中,电压有效值除以电流有效值,同样是伏特除以安培,显然得到的容抗的单位也是欧姆。所以容抗的作用其实类似于电阻,即对电流的阻碍作用。

图1-2-9

既然容抗和电阻都是对电流的阻碍作用,那么把它们串联起来,如图1-2-9所示,电容元件和电阻元件就会对电源电压有个分压的作用,谁的欧姆值越大,得到的电压就也多。

而容抗与电源的频率有关,在这里,随着频率的增大,电容两端得到的电压就越小。对于这种现象,我们可以这样理解:电源频率变化越快,电容的充放电速度就越快,当快到一定程度的时候,电容都来不及充电,就又要放电了,这就会造成电容所存储的电荷很少,其两端的电压很小。

另外,关于多个电容元件的串并联知识,在此我也不再讲解,大家感兴趣的,可以运用在这两篇中学到的知识自行分哟~

虽然文章中没有给出很多的计算、推导过程,但我的目的本来也不是让大家学会这些计算,而是让大家真正的理解电容、容抗、同交隔直等的含义。如果别人问你:电容是什么?容抗是什么?希望你能提交一份完美的答案。

七、什么是电容,电容器起到什么作用?

电容器的种类很多,不同种类的电容器其作用也不同。在中央空调系统中,常采用电解电容器作为控制电路中的滤波元件,用无极性的电容器串联在压缩机(单相异步)电动机的绕组中,使电动机启动绕组在启动时,电流领先运行超过启动电流一个相位角,从而得到启动转矩,使电动机容易启动。

八、电容器的作用是什么

分析如下:

在电子线路上,电容器的作用是通过交流方式,来隔断电路直流,同时还有着储存以及电荷的释放作用,有着很好的过滤机器,通过平滑方式将脉动信号输出。容量较小的电容器,多使用在高频率的电线路中,例如常见的收音机设备上,容量较大的电容器多用作存储作用。

参考资料:百度百科电容器

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