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(shè)備中大量使用的電子元件之一,任何兩個(gè)彼此絕緣且相隔很近的導(dǎo)體(包括導(dǎo)線)間都構(gòu)成一個(gè)電容器。廣泛應(yīng)用于電路中的隔直通交,耦合,旁路,濾波,調(diào)諧回路,能量轉(zhuǎn)換,控制等方面。電容器容納電荷的本領(lǐng)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(hào)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(chǎng)強(qiáng)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(zhì)構(gòu)成。當(dāng)在兩金屬電極間加上電壓時(shí),電極上就會(huì)存儲(chǔ)電荷,所以電容器是儲(chǔ)能元件。任何兩個(gè)彼此絕緣又相距很近的導(dǎo)體,組成一個(gè)電容器。平行板電容器由電容器的極板和電介質(zhì)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(gè)極板帶電量的絕對(duì)值叫電容器的帶電量。
電容器的放電:電容器兩極正負(fù)電荷通過導(dǎo)線中和。在放電過程中導(dǎo)線上有短暫的電流產(chǎn)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(shí)就得聯(lián)系信號(hào)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(shù)真空εr=1,k為靜電力常量,S為兩板正對(duì)面積,d為兩板間距離。
說明:平行板電容器內(nèi)的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)
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作用分析
在直流電路中,電容器是相當(dāng)于斷路的。電容器是一種能夠儲(chǔ)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(jié)構(gòu)上說起。最簡(jiǎn)單的電容器是由兩端的極板和中間的 絕緣電介質(zhì)(包括空氣)構(gòu)成的。通電后,極板帶電,形成電壓(電勢(shì)差),但是由于中間的絕緣物質(zhì),所以整個(gè)電容器是不導(dǎo)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(zhì)都是相對(duì)絕緣的,當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后,物質(zhì)是都可以導(dǎo)電的,我們稱這個(gè)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(xué)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(dāng)做絕緣體看。
但是,在交流電路中,因?yàn)殡娏鞯姆较蚴请S時(shí)間成一定的 函數(shù)關(guān)系變化的。而電容器充放電的過程是有時(shí)間的,這個(gè)時(shí)候,在極板間形成變化的 電場(chǎng),而這個(gè)電場(chǎng)也是隨 時(shí)間變化的函數(shù)。實(shí)際上,電流是通過電場(chǎng)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(nèi)的信號(hào)從總信號(hào)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(jí)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(jí)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(fù)反饋放大器中,為了消振可能出現(xiàn)的高頻自激,采用這種電容電路,以消除放大器可能出現(xiàn)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(lián)和串聯(lián)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(hào)中去掉某一頻段的信號(hào),可以使用旁路電容電路,根據(jù)所去掉信號(hào)頻率不同,有全頻域(所有交流信號(hào))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(jī)高頻和中頻放大器,電視機(jī)高頻放大器中,采用這種中和電容電路,以消除自激
●定時(shí):用在定時(shí)電路中的電容器稱為定時(shí)電容。在需要通過電容充電、放電進(jìn)行時(shí)間控制的電路中使用定時(shí)電容電路,電容起控制時(shí)間常數(shù)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(shì)場(chǎng)掃描的同步分離電路中,采用這種積分電容電路,可以從場(chǎng)復(fù)合同步信號(hào)中取出場(chǎng)同步信號(hào)
●微分:用在微分電路中的電容器稱為微分電容。在觸發(fā)器電路中為了得到尖頂觸發(fā)信號(hào),采用這種微分電容電路,以從各類(主要是矩形脈沖)信號(hào)中得到尖頂脈沖觸發(fā)信號(hào)
●補(bǔ)償:用在補(bǔ)償電路中的電容器稱為補(bǔ)償電容,在卡座的低音補(bǔ)償電路中,使用這種低頻補(bǔ)償電容電路,以提升放音信號(hào)中的低頻信號(hào),此外,還有高頻補(bǔ)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(jí)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(hào)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(yáng)聲器分頻電路中,使用分頻電容電路,以使高頻揚(yáng)聲器工作在高頻段,中頻揚(yáng)聲器工作在中頻段,低頻揚(yáng)聲器工作在低頻段
●負(fù)載電容:是指與石英晶體諧振器一起決定負(fù)載諧振頻率的有效外界電容。負(fù)載電容常用的標(biāo)準(zhǔn)值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。負(fù)載電容可以根據(jù)具體情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,通過調(diào)整一般可以將諧振器的工作頻率調(diào)到標(biāo)稱值
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充電放電
當(dāng)電容器接通電源以后,在 電場(chǎng)力的作用下,與電源正極相接電容器極板的 自由電子將經(jīng)過電源移到與電源負(fù)極相接的極板下, 正極由于失去負(fù)電荷而帶正電, 負(fù) 極由于獲得負(fù)電荷而帶負(fù)電,正,負(fù)極板所帶電荷大小相等,符號(hào)相反.電荷定 向移動(dòng)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(dòng)過程中,電容器極板儲(chǔ)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(shí)電荷停止移動(dòng),電流 I=0,開關(guān)閉合,通過導(dǎo)線的連接作用,電容器正負(fù)極板電荷中和掉. 當(dāng) K 閉合時(shí),電容器 C 正極正電荷可以移動(dòng) 負(fù)極上中和掉,負(fù)極負(fù)電荷也可以移到正極中和掉,電荷逐漸減少,表現(xiàn)電流減小,電壓也逐漸減小為零。
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