电容串联那点事儿...(因原帖内图看不见,故重发)

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 楼主 | 2019-5-13 10:31 | 显示全部楼层 |阅读模式
电容串联,太简单的东西了,真是如此吗?

通常认为,电容串联分压反比于其容量,即

    u1/u2 = C2/C1

这是基于串联电容电荷相等

但是,KCL只规律了串联电流相同,可并没有规定电荷相同。下面,将从“电荷不等”开始说起。

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 楼主 | 2019-5-13 10:32 | 显示全部楼层
电容串联

电容串联-1-1a.png

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 楼主 | 2019-5-13 10:32 | 显示全部楼层
注意上面那个Q,其未必等于零,亦即q1未必等于q2。当Q大于某个值后,相应条件下可以保证两个电容上仅承单向压降。

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 楼主 | 2019-5-13 10:33 | 显示全部楼层
下面简单起见,设两个电容相同。

电容串联-1-2a.png

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 楼主 | 2019-5-13 10:33 | 显示全部楼层
注意上面所涉及的等效电容量。下面给出一般情形下的等效电容。

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 楼主 | 2019-5-13 10:34 | 显示全部楼层
一般情况下的等效电容

电容串联-1-3a.png

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 楼主 | 2019-5-13 10:35 | 显示全部楼层
上面论述了预置电荷Q的前提下,串联电容中两电容承压与Q的关系。下面考虑电容并接二极管后串联的情况。

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 楼主 | 2019-5-13 10:36 | 显示全部楼层
电容并二极管串联

电容串联-2-1.png

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 楼主 | 2019-5-13 10:36 | 显示全部楼层
由于电容并接了二极管,由二极管的单向导电性,相关电路自动地注入了相应的电荷Qm。而由上述分析可见,一定条件下,保证了电容几乎只承担单向压降(稳态且忽略二极管正向压降和二极管以及电容的漏电流)。

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 楼主 | 2019-5-13 10:37 | 显示全部楼层
下面,给个图示

C-2.png

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 楼主 | 2019-5-13 10:38 | 显示全部楼层
上面的论述,忽略了二极管正向压降和二极管以及电容的漏电流。下面,就对这些给个简单的补充说明:

1)二极管的正向压降

二极管的正常正向压降在0.7V左右,这点电压对于单极性电容(譬如电解电容)来说问题不大,况且稳态下二极管的正偏时间很短。

2)漏电流

这包含二极管的反向漏电流和单极性电容的正向漏电流。这些漏电流正常情况下都相对很小,否则损耗(实功)相比于储能(虚功)将不可忽略。如果损耗可以与储能相比拟,那么根本就不可以作为电容使用,更谈不上什么等效电容。

通常,如此使用的电容容量都比较大,那么相应的RC也很大(R表示等效的漏电阻)。这就意味着二极管的“导通角”很小,其导通仅为补充漏掉的电荷而已。

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| 2019-5-13 13:17 | 显示全部楼层
这都能搞这么长。。。。。

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| 2019-5-13 15:44 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-5-13 13:17
这都能搞这么长。。。。。

这不算长,还有串联电感,分布电容,爬电电阻,高频的低频的,高温的低温的,高压的,低压的。。。。。要懂理想的,还要知道买来的电容,到自己的产品面市,一个月后,还有很多很多。我可以说,这里没有一个人能把电容讲完。这叫学无至尽,精益求精。这些睹留给你了。

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| 2019-5-13 18:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 maychang 于 2019-5-13 18:01 编辑
shalixi 发表于 2019-5-13 15:44
这不算长,还有串联电感,分布电容,爬电电阻,高频的低频的,高温的低温的,高压的,低压的。。。。。要 ...

老tyw发的“新年大书包”里面有一本《电容器手册》,856页。此书连电解电容器“拆机件、水货、假货”都讲到。
tyw_C.png
〓◆ 电容器手册 856页 64.8M ◆〓 , 中秋小礼包!2015.08.31重传

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| 2019-5-13 18:27 | 显示全部楼层
shalixi 发表于 2019-5-13 15:44
这不算长,还有串联电感,分布电容,爬电电阻,高频的低频的,高温的低温的,高压的,低压的。。。。。要 ...

就算陈永真老师,花费了856页篇幅,也不可能把电容器讲完。

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| 2019-5-13 18:38 | 显示全部楼层
《电容器手册》无极电容器.png
复制自《电容器手册》。

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| 2019-5-13 19:16 | 显示全部楼层
《电容器手册》电解电容器的等效电路.png
复制自《电容器手册》。

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| 2019-5-13 20:55 | 显示全部楼层
这个电路我认为只有电压很低,不超过1.5V,电容要求很大,几百微法,才会有实际的应用。加了二极管以后,会增加一点电压,很有限,而电路也会增加很多不确定因素,设计人员花的力气不会少。所以一般不用。

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| 2019-5-13 21:13 | 显示全部楼层
shalixi 发表于 2019-5-13 20:55
这个电路我认为只有电压很低,不超过1.5V,电容要求很大,几百微法,才会有实际的应用。加了二极管以后,会 ...

不加二极管,用到20V左右是没有问题的,再高我没有试过。
加上二极管,用到220V上也没有问题,可以用于交流电动机分相。

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maychang 2019-5-14 14:52 回复TA
@123987 :“不过这个和我以前在铁路天桥底下买的那个“废旧干电池经过某种处理浸在某种液体中重新发电”的配方大概有异曲同工之妙吧?”依我看二者没有什么关系。 
123987 2019-5-14 14:41 回复TA
@maychang :关于化学整流器的事情刚刚查了百度,确实是我少见多怪了,当然也说明五月大师学贯古今。不过这个和我以前在铁路天桥底下买的那个“废旧干电池经过某种处理浸在某种液体中重新发电”的配方大概有异曲同工之妙吧?另外这个弯拐得太急了,由于我没有系安全带,已被甩出窗外。还有历史学家毕竟是历史学家。好了,今天就到这里吧。馒头钱还没挣回来。 
maychang 2019-5-14 13:40 回复TA
@123987 :“要是电容都能当整流器使用那还要整流二极管有何用?”普通硅二极管特性比早先的各种整流器要好得多,比铝丝铁丝小苏打构成的整流器更是好得多。并联二极管,使得反串联的电解电容用于交流情况下开始阶段没有气体产生,氧化膜一点也不必溶解……这些说来话长,待你有空时慢慢说吧。 
maychang 2019-5-14 13:35 回复TA
@123987 :“请问这里是单相整流,半波整流还是全波整流?”是全波整流。 
maychang 2019-5-14 13:34 回复TA
@123987 :铝丝作为一个电极,铁丝作为一个电极,小苏打溶液作为电解液,当整流器用,历史上确有其事,不是我编的。当然,现在只有学习价值,绝对没有商业价值。 
123987 2019-5-14 13:18 回复TA
@maychang :怕不是你和我中间有一人对整流器有什么误解吧?请问这里是单相整流,半波整流还是全波整流?要是电容都能当整流器使用那还要整流二极管有何用?反向耐压更不是问题了,由两个电解电容组成的无极性电容大概不存在反向耐压,反向漏电流,正向电阻吧?因为既然是无极性电容,那么就无所谓正与反。五专毕业学渣不知天高地厚,胡言乱语,请不吝赐教。 
123987 2019-5-14 13:13 回复TA
@maychang :下午还得继续搬砖,不能多扯。““两个电解电容反向串联,不加二极管,也可以使用于交流”,这一点和铝金属电解性质有关。铝金属在电解过程中,作为阳极和作为阴极,导电性能不一样。一根铝线和一根铁线,电解液用小苏打溶液,是可以作为整流器使用的。”这段主语当是指电解电容吧?电解电容能够当整流器使用?怪不得有人赞您为发明家。 
maychang 2019-5-14 10:32 回复TA
@123987 :搬砖回来,再慢慢说。 
maychang 2019-5-14 10:31 回复TA
@123987 :能不能用到220V上是否和加不加二极管,我只能说我实验过或者至少见过的东西。我估计不并联二极管用到200V上也是可能的,不过没有见过更没有实验过,不敢说。 
maychang 2019-5-14 10:27 回复TA
@123987 :“两个电解电容反向串联,不加二极管,也可以使用于交流”,这一点和铝金属电解性质有关。铝金属在电解过程中,作为阳极和作为阴极,导电性能不一样。一根铝线和一根铁线,电解液用小苏打溶液,是可以作为整流器使用的。当然,性能很差,反向耐压不高,反向漏电流相当大,正向电阻也相当大,工作时要产生气体(电极上冒泡)。这个我是实验过的。 
| 2019-5-13 21:38 | 显示全部楼层
学习啦,非常有用

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