電容器在電路中的作用

2021-08-27 13:14:20 字數 2174 閱讀 9225

1.電容器的基本特性

(1)電容器可以儲存電荷,具有隔斷直流的作用

當把電容器的兩個極板分別接到直流電源的正,負極上時,正負電荷就會集聚在電容器的兩個電極板上,在兩個極板間形成電壓。隨著電容器兩極板上電荷的不斷增加,電容器上的電壓也由小逐漸增大,直到等於直流電源電壓時,電路中便不會有電流流過,充電過程就停止了,這就是電容器的充電作用。如果把直流電源和電容器斷開,此時電容器上便儲存上了電荷,它儲存的電荷量可由下式求出,即

從上式可以看出,當電容器兩端的電壓一定時,電容器的容量越大,它所儲存的電荷量也越大。可見電容器的電容量是乙個衡量電容器儲存電荷本領的引數。

電容器上儲存電荷後,由於電容器兩極板是由絕緣介質隔開的,雖然電容器兩端有電壓,但電荷不能從電極間通過,所以電容器有隔斷直流的作用。

如果把儲存有電荷的電容器的兩個電極用導線相連,在連線的瞬間,電容器極板上的正,負電荷便會通過導線中和,這就是電容器的放電作用。電容器放電的過程是乙個能量釋放的過程,會在放電迴路中做功,把電能轉換成其他式的能量。

在電子電路中使用電容器時,若電子電路上的電壓高於電容器兩端的電壓,電容器就充電,直到電容器上建立的電壓與電路的電壓相等為止;如果電子電路上的電壓低於電容器兩端的電壓,電容器則進行放電。

(2)交流電可以"通過"電容器

如果把電容器接到交流電路上,由於交流電電壓的大小和方向不斷變化,電容器就會交替地充電,放電反覆進行,此時電容器的兩極板間仍不會有電荷通過,但在交流電路中卻形成了方向和大小都不停變化的交流電流,就像電容器能通過交流電一樣,這就是交流可以"通過"電容器的道理。

(3)電容器的容抗

電容器對交流電有特殊的電阻特性,稱為容抗。容抗可由下式算出,即

從上式不難看出,電容器的容量越大,電流的頻率越高,它的容抗出就越小,交流電流越容易通過電容器。

2.電容器在電路中的作用

電容器的基本特性在電子電路中得到了非常廣泛的應用,它在濾波電路,調諧電路,耦合電路,旁路電路,延時電路,整形電路等電路中均起著重要的作用。下面用兩個例項來說明電容器在電路的一些作用。

[例1]來復再生兩管半導體收音機

來復再生兩管半導體收音機的電路如圖4-3所示。電路中共用到了7個電容器,它們電路中的作用分別敘述如下:

c1和l2組成調諧迴路,通過調節c1容量的大小,達到選擇電台的目的。

c2是乙個半可調電容器。放大了的高頻訊號可經l3及c2反饋到調諧迴路,使高頻訊號加強,以提高收音機的靈敏度。調節c2可以改變反饋再生的強弱。

c3跨接在l2和vt1發射極之間,它有雙重的作用:一是它對廣播訊號的容抗較低,可使l2中的高頻訊號順利地回到vt1的發射結上進行放大;二是c3還起到了把檢波後的殘餘高頻訊號旁路的作用。

c4的容量很小,僅有100pf,它對高頻訊號的容抗較小,而對低頻訊號的容抗較大,所以高頻訊號可以通過c4加到檢波器進行檢波,音訊訊號不能通過c4,只是l4送到vt2進一步放大。

c5為旁路電容,由於它對高頻訊號的容抗很小,可以把從l4漏過來的高頻訊號旁路掉。

c6有兩個作用:一是隔斷a,b兩點間的直流通路,以防止a,b兩點相連破壞了vt1,vt2的靜止工作狀態,使收音機無法正常工作;二是構成音訊通道,把vt1集電極輸出的音訊訊號耦合到vt2的基極進行放大。所以可以把c6叫做隔直耦合電容器。

c7的電容量較大,它對低頻訊號的容抗較小。由於c7併聯在電池上,當電池用舊內阻增大時,c7可對低頻訊號進行旁路,以防止各放大級訊號通過電池內阻的耦合作用產生有害的低頻振盪。

[例2]:延時電路

圖4-4為一由單結半導體管組成的延時電路。它利用電容器的充放電特性來實現延時控制時間的目的。延時時間的長短由r3,rp及c來確定。當開頭s閉合時,電源通過r3,rp向c充電。當c上的電壓達到一定幅值時,vt1導通,c上的電荷經vt1,e,b1端和r2放電,觸發閘流體vt2導通,繼電器k得電工作,其觸點將控制被電路工作。

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