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电容器在电路中的特性了解与应用

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:●在充电或放电过程中,电容器两极板上的电荷有积累过程,或者说极板上的电压有建立过程,因此电容器上的电压不能突变。

电容器在电路中的特性了解与应用

电容器是一种可储存电能的元件(储存电荷),它的结构非常简单,它是由两个互相靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质构成的。

在现实中,将两块金属板相对平行地放置,而不相接触就构成一个最简单的电容器。电容器具有隔直流通交流的特点。因为构成电容器的两块不相接触的平行金属板是绝缘的,所以直流电流不能通过电容器,而交流电流则可以通过电容器。图2-8所示为电容器的充、放电原理示意图

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图2-8 电容器的充、放电原理示意图

充电过程:把金属板的两端分别与电源的正、负极相连,那么接正极的金属板上的电子就会被电源的正极吸引过去;而接负极的金属板,就会从电源负极得到电子。这种现象就叫做电容器的“充电”。充电时,电路中有电流流动,电容器有电荷后就产生电压,当电容器所充的电压与电源的电压相等时,充电就停止。电路中就不再有电流流动,相当于开路。

放电过程:将电路中的电源断开(开关S断开),则在电源断开的一瞬间,电容器会通过电阻R放电,电路中便有电流产生,电流的方向与原充电时的电流方向相反。随着电流的流动,两极之间的电压也逐渐降低,直到两极上的正、负电荷完全消失。

【特别提示】

如果电容器的两块金属板接上交流电,因为交流电的大小和方向在不断地变化着,电容器两端也必然交替地进行充电和放电,因此电路中就不停地有电流流动,交流电可以通过电容器;由于构成电容器的两块不相接触的平行金属板之间的介质是绝缘的,直流电流不能通过电容器。(www.xing528.com)

图2-9所示为电容器的阻抗随信号频率变化的基本工作特性示意图。从图中可知电容器的基本特性:电容器对信号的阻碍作用被称为“容抗”,电容器的容抗与所通过的信号频率有关,信号频率越高,容抗越小,因此高频信号易于通过电容器;信号频率越低,容抗越大,对于直流信号电容器的容抗为无穷大、直流不能通过电容器。

由此可知电容器的两个重要特性:

●阻止直流电流通过,允许交流电流通过。

●在充电或放电过程中,电容器两极板上的电荷有积累过程,或者说极板上的电压有建立过程,因此电容器上的电压不能突变。

根据电容器电压不能突变的特性(充、放电原理),电容器在电路中的可以起到滤波或耦合作用。

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图2-9 电容器的阻抗随信号频率变化的基本工作特性示意图

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