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电容器在电路中起什么作用?给你一份详细的说明,不清楚不妨来看看

 知否_否知 2020-04-02

电容器简称电容,是一种储能元件,有时也称无功器件,它是由两个相互靠近的金属电极,中间夹一层绝缘介质构成的。在电容器的两个电极加上电压时,电容器就能储存电能。电容不仅应用于电力系统中,进行改变系统的无功损耗,而且在电子电路中使用量也非常大,仅次于电阻,是电子电路中非常重要的元器件之一,在电子电路中,电容器的作用将不同于在电力系统中的作用。作为重要的元器件,必须了解该元件在电子电路中的主要作用,才能分析各种电子电路的原理。

电容器分有极性电容和无极性电容,它的外形比较特殊,如果对电容特别了解,可从外观上就能看出这个电容在电路中的主要作用,(例如大容量的电解电容)我们一看就知道它的作用,这样有助于对电路的快速准确的分析。下面是电容器在常见电子电路中的主要作用,与各位电子爱好者一起分享学习。

1.


电容隔直通交


图一

按下开关S,电路中的电流从电源的正极流出,经限流电阻,将正电荷加到电容的上端,负电荷加到电容的下端,刚一接通回路中电流最大,随着充电电压的增加,电流减小,当充电电压达到电源电压时,回路中的电流为0.请看图2

图二

当把电源的极性调换一下,上端为负,下端为正时,结果与上正下负一样,只是电容两极板上所得到的电荷变为下正上负。

通过对上面电路的分析,刚开始对电容充电时电流最大,电容两端电压达到电源电压时,回路电流为0,表明电路中此时没有电流流过,就如电路出现开路一样,此时电阻是不会开路的,电路中只有电容了,电容不能让直流电流流过,这就是隔直特性。如果将图1中的直流电源E改为交流电Us.Us为正弦交流电。

图三

当Us上正下负时,电容C上端储存正电荷,下端储存负电荷,当Us下正上负时,电容C下端储存正电荷,上端储存负电荷,交流电源在正负变化时,储存在电容上的电荷也在不停的复合,电路中就有与电源同频率的电流流过,这就是电容通交流特性。

2.


电容两端电压不能突变


电容两端电压不能突变是非常重要的一个特性,分析电路时经常用到。因为电容器两端电压大小与电容器内部的电荷量成正比关系,在电容器内部没有电荷时电容两端电压为0,当电容内部电荷没有发生改变时电容器两端电压不变(保持原来的电压大小),例如图1中,开关S未合上时,电容器C中没有电荷,C两端电压为0,当开关S 接通瞬间,对C 进行充电要有一个过程,不是一通电C中就有电荷,所以S合上瞬间C中无电荷两端电压仍然为0,因此在开关合上前后电容两端电压没有发生突变,C两端电压仍然为0.这是充电情况。当电容放电的瞬间,电容两端的电压也是一样不能发生突变,只有当电容内部的电荷发生改变时,电容两端电压才发生改变,刚开始放电时,电容内部的电荷不能立即释放,所以电容两端电压不能发生突变。

3.


电容降压电路


将220V交流电压降为较低的电压供后级电路使用

图四

图4就是一个典型的电容降压电路,R是泄放电阻,电路中降压电容容量的大小决定了降压电路中的电流大小,可以根据负载电流的需要来选择电容的容量大小,泄放电阻是泄放电容两端的电压,使电路更安全。

4.


电容滤波电路


电容滤波电路有低频滤波和高频滤波之分,如图4中,通过二极管桥式整流后有C1、C2两个电容,C1为电解电容,容量较大,对电源进行滤波,使输出电压更加平滑,C2为高频滤波电容,滤除电路中的高频信号,这种电路在实际使用过程中最常见。

5.


电容保护电路


电源电路中的电容保护电路经常出现在开关电路中,保护整流二极管

图五

这一电路的原理是电源开关接通时,由于电容C1内部原先没有电荷,C1两端电压为0V,相当于短路,这样开机瞬间大电流不会通过二极管,而是通过电容C1对C2进行充电,从而达到保护二极管的目的。

6.


安规电容抗高频干扰电路


图六

开关电源进线处常设置交流抗干扰电路,此电路中的CX1、CX2电容的作用是滤除零火线之间的差模信号,CY1、CY2电容是滤除零火线之间的共模信号,避免本机产生的高频干扰信号通过电网影响其他设备。

7.


退耦电容电路


图七

通常三极管发射极回路都要串联一只电阻,当这只电阻上并联一只电容,就构成发射极旁路电容,R1为发射极电阻,只流过直流电流(直流负反馈电阻),使电路更加稳定,交流信号电流由C1旁路到地不参与反馈,这一电路在音频电路中使用较多。

8.


电容耦合电路


耦合电容就是用于耦合作用的电容,就是将前级的信号无损耗加到后级电路中,同时去掉不需要的信号。例如图7中的C2,VT1三极管放大的信号,经C2耦合后送到VT2三极管继续进行放大,C2就是耦合电容。从图中可以看出,两三极管有独立的直流偏置电路,只有交流信号加到后级电路。

9.


发射极旁路电容电路


图八

通常三极管发射极回路都要串联一只电阻,当这只电阻上并联一只电容,就构成发射极旁路电容,R1为发射极电阻,只流过直流电流(直流负反馈电阻),使电路更加稳定,交流信号电流由C1旁路到地不参与反馈,这一电路在音频电路中使用较多。

10.


加速电容电路


图九

C1并联在电阻R1两端的作用是使三极管VT1加速导通或者加速截止,当Ui输入为PWM高电平信号时,C1能使三极管快速导通、当Ui跳变为低电平时使三极管快速截止。这在自激式开关电源中经常用到,所以C1称为加速电容。

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