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[导读]为增进大家对电容的认识,本文将对电容以及电容通高频阻低频的原因予以详细解释。

电容,在这篇文章中不是指单位“电容”,而是我们生活中常说的电容器。为增进大家对电容的认识,本文将对电容以及电容通高频阻低频的原因予以详细解释。如果你对电容、电容器具有兴趣,不妨和小编一起来继续往下阅读哦。

一、电容

最简单的电容器是由两端的极板和中间的绝缘电介质(包括空气)构成的。通电后,极板带电,形成电压(电势差),但是由于中间的绝缘物质,所以整个电容器是不导电的。不过,这样的情况是在没有超过电容器的临界电压(击穿电压)的前提条件下的。我们知道,任何物质都是相对绝缘的,当物质两端的电压加大到一定程度后,物质都是可以导电的,我们称这个电压为击穿电压。电容也不例外,电容被击穿后,就不是绝缘体了。不过在中学阶段,这样的电压在电路中是见不到的,所以都是在击穿电压以下工作的,可以被当做绝缘体看。

但是,在交流电路中,因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的。而电容器充放电的过程是有时间的,这个时候,在极板间形成变化的电场,而这个电场也是随时间变化的函数。实际上,电流是通过电场的形式在电容器间通过的。

二、为什么电容通高频阻低频

解释一:

电容器有一个充放电的时间问题。当交流电的正半周,给电容器充电的瞬间,电路是有电流流过的,相当于通路,一旦电容器充电完毕,则电路就没有电流流过了,相当于断路。当交流电的负半周到来时,又将产生电流,先抵消掉原来充在电容上的那个相反的电荷,在继续充电至充满。

现在假设电容器需要的充电时间t一定,则当一个频率较高的交流电正半周结束时,假设电容器容量够大,还未充满电,负半周就到来了,则这电路会一直流着电流,相当于这电容器对这个高频的交流电来说,是通路的。

如果这个交流电的频率较低,正半周将电容器充满电荷以后,负半周仍未到来,则电流会在中途断流,则电容器对于这个低频的交流电来说,就不是完全通路了。

如果充电的时间相对于交流电的半周期来将,是有较大比例的,那么就可以这个电容器对这个频率的交流电来讲,还没有完全断路,只是有一定的阻抗。

如果充电的时间相对于那个频率的交流电的半周期来讲,是极短的,那么电容器就可以认为完全断路,没有电流流过。

解释二:

根据容抗的公式Xc = 1/(ωC)= 1/(2πfC)可知,频率f越大,容抗越小,所以越容易通过

同理,频率越小,容抗越大,所以越不容易通过。

为什么小电容通高频,大电容通低频?

解释一:

大电容需要的介质面积比较大,而电极和介质是卷在一起或堆叠在一起的,要做到面积比较大,必然卷的或者堆叠的比较多,其分布电感就会变大,而分布电感越大,高频越不容易通过。

从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高,但实际上超过1UF的电容大多为电解电容,有很大的电感成分,所以频率高后反而阻抗会比较大,有时候会看到有一个电容量较大的电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的作用就是通高频阻低频,电容越大低频越容易通过,电容越小高频越容易通过,具体用在滤波中,大电容虑低频,小电容虑高频。

解释二:

理论上电容越大阻抗越小,频率越高越容易通过,理论是没错。

低频通不过小电容:不是绝对通不过,只是阻抗较大不容易通过。

高频通不过大电容:理论上大电容高频更容易通过,只不过由于大电容制造工艺所限,一般都是卷制的,大电容本身分布电感比小电容要大得多,由于感抗与高频阻抗成反比关系,所以就限制了高频信号的通过,一般电源滤波回路负责人的厂家会在大电容旁边再装个瓷片小电容滤除高频干扰信号。

以上就是小编这次想要和大家分享的有关电容的内容,希望大家对本次分享的内容已经具有一定的了解。如果您想要看不同类别的文章,可以在网页顶部选择相应的频道哦。

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