电路中滤波电容和退耦电容_电子电路中电容的作用,滤波消抖,充放电,耦合,退耦...
電容器(capacitor),是一種容納電荷的器件,是電子設備中大量使用的電子元件之一,任何兩個彼此絕緣且相隔很近的導體(包括導線)間都構成一個電容器。廣泛應用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調諧回路,能量轉換,控制等方面。電容器容納電荷的本領為電容,用字母C表示。
電容
電容與電容器不同。電容為基本物理量,符號C,單位為F(法拉)。通用公式C=Q/U平行板電容器專用公式:板間電場強度E=U/d ,電容器電容決定式 C=εS/4πkd。
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電容基本介紹
定義:是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質構成。當在兩金屬電極間加上電壓時,電極上就會存儲電荷,所以電容器是儲能元件。任何兩個彼此絕緣又相距很近的導體,組成一個電容器。平行板電容器由電容器的極板和電介質組成.
1.它具有充放電特性和阻止直流電流通過,允許交流電流通過的能力。
2.在充電和放電過程中,兩極板上的電荷有積累過程,也即電壓有建立過程,因此,電容器上的電壓不能突變。
電容器的充電:兩板分別帶等量異種電荷,每個極板帶電量的絕對值叫電容器的帶電量。
電容器的放電:電容器兩極正負電荷通過導線中和。在放電過程中導線上有短暫的電流產生。
3.電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即分析容抗大小時就得聯系信號的頻率高低、容量大小.
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平行板電容器公式
介電常數真空εr=1,k為靜電力常量,S為兩板正對面積,d為兩板間距離。
說明:平行板電容器內的電場是勻強電場
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作用分析
在直流電路中,電容器是相當于斷路的。電容器是一種能夠儲藏電荷的元件,也是最常用的電子元件之一。
這得從電容器的結構上說起。最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。不過在中學階段,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,電流是通過電場的形式在電容器間通過的。
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電容器的作用
●耦合:用在耦合電路中的電容稱為耦合電容,在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路,起隔直流通交流作用
●濾波:用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容,在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路,濾波電容將一定頻段內的信號從總信號中去除
●退耦:用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容,在多級放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路,退耦電容消除每級放大器之間的有害低頻交連
●高頻消振:用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容,在音頻負反饋放大器中,為了消振可能出現的高頻自激,采用這種電容電路,以消除放大器可能出現的高頻嘯叫
●諧振:用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容,LC并聯和串聯諧振電路中都需這種電容電路
●旁路:用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容,電路中如果需要從信號中去掉某一頻段的信號,可以使用旁路電容電路,根據所去掉信號頻率不同,有全頻域(所有交流信號)旁路電容電路和高頻旁路電容電路
●中和:用在中和電路中的電容器稱為中和電容。在收音機高頻和中頻放大器,電視機高頻放大器中,采用這種中和電容電路,以消除自激
●定時:用在定時電路中的電容器稱為定時電容。在需要通過電容充電、放電進行時間控制的電路中使用定時電容電路,電容起控制時間常數大小的作用
●積分:用在積分電路中的電容器稱為積分電容。在電勢場掃描的同步分離電路中,采用這種積分電容電路,可以從場復合同步信號中取出場同步信號
●微分:用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發器電路中為了得到尖頂觸發信號,采用這種微分電容電路,以從各類(主要是矩形脈沖)信號中得到尖頂脈沖觸發信號
●補償:用在補償電路中的電容器稱為補償電容,在卡座的低音補償電路中,使用這種低頻補償電容電路,以提升放音信號中的低頻信號,此外,還有高頻補償電容電路
●自舉:用在自舉電路中的電容器稱為自舉電容,常用的OTL功率放大器輸出級電路采用這種自舉電容電路,以通過正反饋的方式少量提升信號的正半周幅度
●分頻:在分頻電路中的電容器稱為分頻電容,在音箱的揚聲器分頻電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚聲器工作在高頻段,中頻揚聲器工作在中頻段,低頻揚聲器工作在低頻段
●負載電容:是指與石英晶體諧振器一起決定負載諧振頻率的有效外界電容。負載電容常用的標準值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。負載電容可以根據具體情況作適當的調整,通過調整一般可以將諧振器的工作頻率調到標稱值
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充電放電
當電容器接通電源以后,在 電場力的作用下,與電源正極相接電容器極板的 自由電子將經過電源移到與電源負極相接的極板下, 正極由于失去負電荷而帶正電, 負 極由于獲得負電荷而帶負電,正,負極板所帶電荷大小相等,符號相反.電荷定 向移動形成電流,由于同性電荷的排斥作用,所以開始電流最大,以后逐漸減小,在電 荷移動過程中,電容器極板儲存的電荷不斷增加,電容器兩極板間電壓 Uc 等于 電源電 壓 U 時電荷停止移動,電流 I=0,開關閉合,通過導線的連接作用,電容器正負極板電荷中和掉. 當 K 閉合時,電容器 C 正極正電荷可以移動 負極上中和掉,負極負電荷也可以移到正極中和掉,電荷逐漸減少,表現電流減小,電壓也逐漸減小為零。
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