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  • 交流電路中電容作用分析詳解
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-07-15 16:46:01
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    交流電路中電容作用分析詳解
    交流電路-電容
    交流電路是指電源的電動(dòng)勢隨時(shí)間作周期性變化,使得電路中的電壓、電流也隨時(shí)間作周期性變化,這種電路叫做交流電路。那么交流電路中電容的作用是什么?
    交流電路中電容的作用
    電容,在交流電路中,有一定的阻抗,也可以“導(dǎo)電”;在直流電路中,電容就是“開路”。
    因此,在交流電路在,電容的作用有:
    1、阻止直流信號通過,而允許交流信號通過?;蛘呤菧p小低頻信號的通過能力,增加高頻信號的通過能力。
    2、電阻與電容并聯(lián)的作用,直流信號或者低頻信號通過較困難,而交流信號或者高頻信號較容易的通過。
    這就是濾波,“電容”的作用就是濾波。
    交流電路 電容
    3、在電容降壓電路中,為了給電容器提供泄放通路,而在電容器兩端并聯(lián)一個(gè)泄放電阻。
    這樣,在停止工作后,通過電阻泄放掉電容器兩端存儲(chǔ)的電能。避免電容器儲(chǔ)存的電“電”人。
    4、在耦合電阻兩端并聯(lián)電容器,就組成了相位提前電路。
    這時(shí),并聯(lián)電容器的目的是,為了與分布電容和下一級的輸入電容組成分壓電路,避免這些電容形成的積分效應(yīng),從而使相位得以提前。
    交流電路 電容
    歸根結(jié)底,電容器在電路中,最主要的作用其實(shí)就是濾波,移相。
    交流電路中電容作用分析
    向電容施加交流電(AC)會(huì)發(fā)生什么事?電容的行為與電阻不同——在電阻中,電子的流動(dòng)與電壓降成正比;在電容中,在將它充電或放電至新的電壓水平時(shí),它會(huì)透過吸收或釋放電流來抵抗電壓的變化。
    在對電容提供直流電(DC)時(shí),只要電源電壓存在,它就會(huì)像個(gè)臨時(shí)儲(chǔ)能器一樣被充電至所加電壓的值,然后無限期地保持或維持這一電荷。
    若電壓上有任何的變化,電容中就會(huì)有充電電流流入而抵抗這個(gè)變化,其速率與電容極板上電荷的變化率相等。
    如圖1所示,以下研究僅存在電容和交流電源的電路。事實(shí)證明,電流和電壓之間存在90°的相位差,電流到達(dá)峰值比電壓到達(dá)峰值超前90° (1/4周期)。
    交流電源會(huì)產(chǎn)生振蕩電壓,電容值越大,為了在極板上建立特定的電壓,就必須流動(dòng)越多的電荷,因此電流也就越大。
    電壓頻率越高,改變電壓可用的時(shí)間就越短,因此電流也就必須更大。因此,電流會(huì)隨著電容和頻率的增加而增加。
    交流電路 電容
    圖1 僅含電容和交流電源的電路及其工作原理。
    電容性交流電路
    純電容性交流電路是只包含交流電源和電容的電路,如圖2所示。
    電容直接跨接在交流電源壓的兩端,隨著電源電壓的增加和減少,電容會(huì)隨之進(jìn)行充電和放電。電流將首先以一個(gè)方向流過電路,然后再以另一個(gè)方向流過,但是,電容實(shí)際上沒有電流流過。
    電子在一個(gè)極板上積聚,然后從一個(gè)極板迅速連續(xù)地排出,給人的感覺就是,電流流過了分隔極板的絕緣體。
    交流電路 電容
    圖2 純電容性交流電路。
    電容性電抗
    電容中流過的電流與電容兩端電壓的變化率成正比。純電容電路中的容抗對交流電路中的電流起了阻礙作用。
    由于與電阻一樣,電抗的計(jì)量單位也是奧姆,因此,為了將之與純電阻值進(jìn)行區(qū)分,電抗用符號X表示。由于容抗取決于電容的值(以法拉為單位),以及交流波形的頻率,因此可以用公式對其進(jìn)行表示。
    公式顯示,如果將頻率或電容值增大,則總的容抗就會(huì)減小。與理想導(dǎo)體類似,當(dāng)頻率接近于無窮大時(shí),電容的容抗將減小到零。
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