本帖最后由 GoldSunMonkey 于 2013-2-22 21:03 编辑
3.电容的容抗
在电路中电容有一个很重要的作用,就是通交流、隔直流。若一个直流电压加在电容的一端,则电容稳定后(即充放电过程完成后),在电容的另一端不能感受到这个电压,即直流被隔开,这一点我们从RC充放电回路也可以看出来;若输入Vi是一个交流信号,则Vo会输出同频率的交流信号,且输入交流信号频率越高,输出Vo的幅度就越大,即交流信号通过了这个电容。 其实我们可以这样来理解,交流信号的幅度和方向都是随时间变化的,而电容对电压的反应是有隋性的,即它两端的电压不能突变。当电容器一个极板的电位随输入信号变化较快时,电容器两端的电压变化较慢,则引起它的另一个极板的电位也跟着以同样的方式变化。这样以来,虽然有一些损失(电容两端电压毕竟变化了一点),但也相当于交流信号通过了这个电容器。而且,输入信号变化的越快(即频率越高),电容器容量越大(即它两端的电压变化越慢),就越容易通过。 在电路中,电容器C对信号的容抗为: 式中f为信号的频率,单位为赫兹,容抗XC的单位为欧姆。 4.电容的滤波作用 利用电容的特性我们可以制作滤波器。如图4(a)所示的电路就是一个高通滤波器,即输入信号频率越高则越容易通过,频率越低越不容易通过,不允许直流通过,这样就可滤除信号中的低频率成份。相反图4(b)所示的电路则是一个低通滤波器,它可以滤除信号中的高频成份。 (a)高通滤波器 (b)低通滤波器 图4 滤波器电路 5.常用电容器的分类 电容的选取要慎重,一般可选择较知名的电容品牌,如TDK电容、国巨电容等,作为质量的保证。 (1)铝电解电容 铝电解电容为有极性电容,在电路中它的“+”极必须要接电位较高的一端。它的实物照片如图5(a)所示。 优点:容量大,能耐受大的脉动电流。 缺点:容量误差大,泄漏电流大;普通电解电容器不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率。 图5 电容实物 用途:低频旁路、信号耦合、电源滤波。 (2)钽电解电容 钽电解电容也为有极性电容。实物照片如图5(b)所示。 优点:温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,寿命长,容量误差小,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容电压乘积。 缺点:对脉动电流的耐受能力差,若损坏易呈短路状态,价格较高。 用途:在许多场合可替代铝电解电容,用于超小型高可靠性设备中。 (3)单片陶瓷电容 是目前用量较大的电容。实物照片如图5(c)所示。 优点:温度和频率稳定性都很好,损耗低,寿命长。 缺点:不能做成大容量电容。 用途:高频滤波、振荡和耦合等。 |