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容抗公式

 共同成长888 2014-06-04

容抗公式

Capacitor

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电容器不能让直流电通过,但能让交流电通过。

电容对直流电有隔直作用,是指在直流电流对电容充电完成以后,电路中没有电流流动了,在直流电源刚加到电容上时,电路中是有电流流动的,这一电流是对电容的充电电流,这一电流流动的过程很快就会结束,具体时间长短与电路中电阻和电容的大小有关,两者大小乘积越大充电时间就越长,反之越短。充电完成后,电容两端的电压等于直流电源电压的大小。

在交流电的一个周期内,由于对电容的正反向充电,流过电路中的电流方向是改善变的,但由于对电容的反复充放电,就会使电路中始终有电流通过,等效于电容能够让交流电通过,这就是电容的通交特性。
2、容抗特性

电容虽然能让交流电通过,但也存在有一定的阻碍作用,这一阻碍作用称为电容的容抗。用Xc表示。电容能通过交流电,当交流电的频率(用f表示)和电容的容量(用C表示)不同时,电容对交流电的阻碍作用——容抗也是不一样的。电容器的容抗Xc由下列公式决定:

Xc=1/2πfc

式中:f为交流信号的频率;c为电容的容量。

电容的容抗就同电阻阻碍电流一样,所以在大多数的电路分析中,为理解上的方便,可以将容抗在交流电路中的作用等到效成一个特殊的电阻来对待,可用分析电阻电路的一套方法来理解电从电路的工作原理,这是电路分析中常用的等效理解方法。

容抗的大小与下列两个因素有关: 电容本身的容量 C; 交流电的频率。
从上面的容抗公式中可以看出,容抗Xc 与频率f成反比,即 电容容量一定时,频率越高,容抗越小;容量越小,容抗越大。容抗单位为欧姆。牢记C、f与Xc之间的关系对分析电容电路是十分重要的,可用如图示2-4所示的示意图来帮助记忆。

如(a)所示,当频率f 一定时电容大其容抗就小,通过电容后的信号幅度就大(容抗小,信号受到的衰减小);电容小时容抗就大,通过电容后的信号幅度就小(容抗大,信号受到的衰减大),这是频率一定时容抗与电容大小之间的关系。

当电容C大小一定时,如图(b)所示,频率高时容抗小,输出信号幅度大;频率低是容抗大,其信号通过该电容时受到的衰减大,所以输出信号幅度小。
另外,利用上述容抗公式也可以理解为什么电容不能让直流电通过,直流电的频率为零,即f=0,则容抗为无穷大,不能让直流电通过。
3、电容两端的电压不能突变的特性

电容两端的电压V由下式决定:

V=Q/C

式中:Q为电容内部的电荷量;C为电容的容量。


4、储能特性

理论上电容不消耗电能,所以电容中充到的电荷会永远储存在电容中,只要外电路不存在让电容放电的条件,电荷就一直储存在电容中,电容的这一特性称为储能特性。实际上电容也存在着各种能量损耗,它也是损耗电能的,当然比起电阻来它对电能的损耗要得多,一般可忽略不计。

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