作用
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,也是常用的電子元件之一。
這得從電容器的結構上說起。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
PFN-C電容器供應
作用
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,也是常用的電子元件之一。
這得從電容器的結構上說起。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。電容器的作用和工作原理在電子線路中,電容用來通過交流而阻隔直流,也用來存儲和釋放電荷以充當濾波器,平滑輸出脈動信號。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。
在中學階段,有句話,就叫通交流,阻直流,說的就是電容的這個性質。
其實,高速系統中所有的實際接收1器都會有門輸入電容,一般約為2pF。對于特性阻抗為50歐姆時,接收1器的RC上升時間大約為2.2*50*2=0.2ns。當Tr=1ns時,這個附加的0.2ns延遲幾乎無法辨認,也就不重要了;采用該補償方式時,電容器和被補償設備電感感應電動機共用一套控制設備,同時投入或退出運行,所以管理分散,維護不便,而且電容器不能充分發揮效率,利用率不高。但是如果當Tr=0.1ns時,那么0.2ns的時延就make a difference!
高速系統設計中一個“時髦”的術語就是串擾,它是一個信號干擾另一個信號引起的噪聲,這主要是由相鄰信號的容性耦合而引起的,原因是一個信號的變化會向鄰近信號注入電荷從而干擾它們的電壓。
在電源給電容器充電過程中的任一時刻,若電容器所帶電荷量為q,則電容器兩板間的電壓U=qC。充電電流必然流經內阻r,設內阻r兩端的電壓為Ur,根據歐姆定律可知E電動勢=U+Ur。所以不難想象,圖6.12中斜直線上方的三角形面積,即為電源電動勢做功QE電動勢過程中被消耗在內阻r上而轉變為焦耳熱的能量。電容器的串并聯后的額定電壓工具書上講到了電容的串聯及并聯,但是要注意那是針對無極性電容而言。
問題解決了!在用電源給電容器充電的過程中,只能有一半的能量被電容器儲存,必然有另一半能量消耗在回路的電阻之上。如果電容器儲存的能量很多,則消耗在回路電阻上的能量也就同樣的多。如果這部分能量全部消耗在電源的內阻上,則對電源十分不利,這也是在充電回路中另外增加限流電阻的原因。濾波是將信號中特定波段頻率濾除的操作,是抑制和防止干擾的一項重要措施,通俗點講就是將想要的留下,不想要的統統干掉。
至此,可能還有一個疑問:如果對電容器充電的能量利用率僅有50%,給使用電容器作為電源的電動汽車充電不是會浪費很多電能嗎?我們來看下圖:上一張圖是電路結構,我們看到電源E和它的內阻r,開關QF,還有電容C和電阻R。要知道上面討論的是用有固定電動勢的電源給電容器充電的情況,如果給大容量電容器充電,應該使用可變電動勢的電源,這樣可以使充電的能量利用率大大提高。
正確選擇濾波電容器的幾要素
(1) 應根據電路要求選擇電容器的類型。對于要求不高的低頻電路和直流電路,一般可選用紙介電容器,也可選用低頻瓷介電容器。在高頻電路中,當電氣性能要求較高時,可選用云母電容器、高頻瓷介電容器或穿心瓷介電容器。在要求較高的中頻及低頻電路中,可選用塑料薄膜電容器。在電源濾波、去耦電路中,一般可選用鋁電解電容器。對于要求可靠性高、穩定性高的電路中,應選用云母電容器、漆膜電容器或鉭電解電容器。阻抗是崎嶇的道路道路凹凸不平的情況下,車的行駛速度雖然會減慢但還是會向目的地前進。對于高壓電路,應選用高壓瓷介電容器或其他類型的高壓電容器。對于調諧電路,應選用可變電容器及微調電容器。
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