在模拟技术版面,有个帖子《模拟电路旅行者号!》,贴了些PPT图片。首帖说“可以就每一页PPT上面的相关内容讨论,有疑问可以指出”。
图(01)
在该帖4楼贴出了三幅PPT图片,前两幅标题是“电子结构”,这个“电子结构”先不说,说说第三幅图片。
图(02)
第三幅PPT图片标题是《高值无极性电容》,里面给出了由两支二极管和两个电解电容组成的电路,并且说“1,如果某个电容连接到‘错误’极性,其上并联的二极管有效短路掉这个电容”,“2,等效电容值为C1或C2的值”。
既然首帖说过“可以就每一页PPT上面的相关内容讨论,有疑问可以指出”,那我就讨论讨论。
该电路的出发点是两支二极管在交流的每半个周期向对角电容充电,两个电容都被充电到交流峰值,相当于电容被施加了偏置电压,所以不会因为电容处于交流电路中承受反向电压而损坏。
图(02)中这两句话都是错误的。
先讨论第二句“等效电容值为C1或C2的值”。
两个电容串联后的等效电容量,这是无论哪本电路教材都会讲到的内容。两个电容量相等的电容串联后的等效电容量,通常作为学生练习题,答案是任一串联电容量的一半。
我们不妨做一次仿真。
图(03)就是仿真运行了足够长时间的结果。100V100Hz交流电压施加在两个1uF串联且每个电容都并联一支二极管,再串联一支10欧小电阻。用一个交流电流表测量串联电路中的电流,并用示波器看看电源电压和10欧电阻上的波形。
图(03)
示波器上幅度较大的波形是通道A,测量电源电压。幅度较小的波形是10欧电阻两端电压。蓝色游标处显示通道A电压峰值100V,红色游标处显示通道B电压峰值是314.1mV。可以看出两条曲线相位相差几乎就是90°。
我们看到,测量出的交流电流有效值是22.215mA。示波器红色游标处显示的10欧电阻两端电压峰值314.1mV,有效值(0.3141V*0.7071=0.2221V)。示波器和交流电压表两个数值符合得很好。
仿真电源电压100V是峰值,有效值是70.71V。由此得两个电容串联再与10欧电阻串联阻抗为70.71V/0.02221A=3184欧。
计算得100Hz之下,1uF电容的容抗是1591.5欧,0.5uF电容的容抗是3183欧。
图(03)中电容C1和C2再并联上二极管D1和D2后等效电容量是多少,不必再说了吧?能说“等效电容值为C1或C2的值”吗?
是不是忽悠,我不加评论,各位自己判断。
至于“如果某个电容连接到‘错误’极性,其上并联的二极管有效短路掉这个电容”,下次再说。
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