水泵电容器(模拟电子电路中，电容的知识点总结)

Posted 2023-05-30

篇首语：健儿须快马，快马须健儿。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了水泵电容器(模拟电子电路中，电容的知识点总结)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

顾名思义，电容器是“装电的容器”，是一种能够容纳电荷的器件。是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时，电极上就会存储电荷，所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体，组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成。

电容器的作用可以用一个与水管连接的水塔来形象地描述。水塔可用来“存储”水压——当供水系统的水泵供应的水量超过城镇所需水量时，多余的水将被存储到水塔中。然后，当水的需求量较高时，多余的水将从水塔中流出以维持水压。电容器以同样的方式存储电子，并且以后可以再将电子释放出来。

电容的作用用三个字来说：“充放电”，不要小看这三个字，就因为这三个字，电容能够通过交流电，隔断直流电；通高频交流电，阻碍低频交流电。

电容的作用如果用八个字来说那就：“隔直通交，通高阻低”，这八个字是根据“充放电”三个字得出来的，不理解没关系，先死记硬背住。

电容充电过程是怎样完成的？

跟你往杯子装水过程差不多~

电容充电的过程是需要一定时间的，就像我们往杯子装水差不多，水是需要一定的时间才能加满的。

我们用时间常数t_c来描述电容的充电和放电的速度，t_c=RC，其中R是电阻大小，C是电容容量，这表示电容的充电速度与电路中的电阻R、电容容量C有关，电容容量越大，充电时间越长；电阻越大，充电电流越小，所以充电时间就越长。

电容器的充电、放电曲线

上图表示电容充电、放电过程的曲线图，如电容经过1个时间常数t_c时，会充得电容端电压最大值的63%；

充电过程电容两端电压变化波形

如上图电路所示，电源电压为10V，S1往上拨时，电容进行充电，经过1个t_c，电容两端电压可达到电源电压的63%，即6.3V，5个t_c后就达到了近似10V。

充电过程电容电流曲线

电容在充电时，上电瞬间电流最大，随着充电的进行，电流逐渐减小。

放电过程电容两端电压变化波形

电容放电过程跟充电过程类似。

放电过程电容电流曲线

电容在放电瞬间电流最大，随着放电的进行，电流逐渐减小，并且放电电流方向跟充电时的电流方向相反。

隔直通交

“隔直通交”是指电容能通过交流电，而对直流电有隔断的作用。

如上图所示电路，电源为12V直流电，开关闭合，灯泡却不亮，其实在开关闭合瞬间，灯泡是会闪一下的，因为开关闭合瞬间电容开始充电，电路中有电流流过，等到电容充电完毕，电流为0，电路就断开，灯泡不亮。所以电容对直流电有隔断作用。

上图所示电路，电源为12V交流电源，开关闭合后，灯泡亮。交流电可以通过电容。

阻低通高

“阻低通高”是指电容器对低频率信号比较大的阻碍作用，对高频率信号的阻碍小。电容对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。电容器对交流信号的阻抗与频率成反比，也就是说，频率越高，电容器对信号呈现的阻抗就越低，信号就容易通过。相反，频率越低，阻抗就越大，信号就不容易通过。

如上图所示，交流电频率为50Hz，电容阻抗比较大，所以灯泡上的电压比较低。

上图所示，交流电频率为3000Hz，电容的阻抗比上面50Hz时阻抗小，灯泡上的电压是电源电压大小。