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电容器在电路中的作用

作者: 发布日期:2018-03-07 10:19:37

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电容器在电路中的作用
1.电容器的基本特性
(1)电容器可以储存电荷,具有隔断直流的作用
当把电容器的两个极板分别接到直流电源的正,负极上时,正负电荷就会集聚在电容器的两个电极板上,在两个极板间形成电压。随着电容器两极板上电荷的不断增加,电容器上的电压也由小逐渐增大,直到等于直流电源电压时,电路中便不会有电流流过,充电过程就停止了,这就是电容器的充电作用。如果把直流电源和电容器断开,此时电容器上便储存上了电荷,它储存的电荷量可由下式求出,即
从上式可以看出,当电容器两端的电压一定时,电容器的容量越大,它所储存的电荷量也越大。可见电容器的电容量是一个衡量电容器储存电荷本领的参数。
电容器上储存电荷后,由于电容器两极板是由绝缘介质隔开的,虽然电容器两端有电压,但电荷不能从电极间通过,所以电容器有隔断直流的作用。
如果把储存有电荷的电容器的两个电极用导线相连,在连接的瞬间,电容器极板上的正,负电荷便会通过导线中和,这就是电容器的放电作用。电容器放电的过程是一个能量释放的过程,会在放电回路中做功,把电能转换成其他式的能量。
在电子电路中使用电容器时,若电子电路上的电压高于电容器两端的电压,电容器就充电,直到电容器上建立的电压与电路的电压相等为止;如果电子电路上的电压低于电容器两端的电压,电容器则进行放电。

(2)交流电可以"通过"电容器
如果把电容器接到交流电路上,由于交流电电压的大小和方向不断变化,电容器就会交替地充电,放电反复进行,此时电容器的两极板间仍不会有电荷通过,但在交流电路中却形成了方向和大小都不停变化的交流电流,就像电容器能通过交流电一样,这就是交流可以"通过"电容器的道理。
(3)电容器的容抗
电容器对交流电有特殊的电阻特性,称为容抗。容抗可由下式算出,即
 从上式不难看出,电容器的容量越大,电流的频率越高,它的容抗出就越小,交流电流越容易通过电容器。
2.电容器在电路中的作用
电容器的基本特性在电子电路中得到了非常广泛的应用,它在滤波电路,调谐电路,耦合电路,旁路电路,延时电路,整形电路等电路中均起着重要的作用。下面用两个实例来说明电容器在电路的一些作用。
[例1]来复再生两管半导体收音机
来复再生两管半导体收音机的电路如图4-3所示。电路中共用到了7个电容器,它们电路中的作用分别叙述如下:
C1和L2组成调谐回路,通过调节C1容量的大小,达到选择电台的目的。
C2是一个半可调电容器。放大了的高频信号可经L3及C2反馈到调谐回路,使高频信号加强,以提高收音机的灵敏度。调节C2可以改变反馈再生的强弱。
C3跨接在L2和VT1发射极之间,它有双重的作用:一是它对广播信号的容抗较低,可使L2中的高频信号顺利地回到VT1的发射结上进行放大;二是C3还起到了把检波后的残余高频信号旁路的作用。
C4的容量很小,仅有100pF,它对高频信号的容抗较小,而对低频信号的容抗较大,所以高频信号可以通过C4加到检波器进行检波,音频信号不能通过C4,只是L4送到VT2进一步放大。
C5为旁路电容,由于它对高频信号的容抗很小,可以把从L4漏过来的高频信号旁路掉。
C6有两个作用:一是隔断A,B两点间的直流通路,以防止A,B两点相连破坏了VT1,VT2的静止工作状态,使收音机无法正常工作;二是构成音频通道,把VT1集电极输出的音频信号耦合到VT2的基极进行放大。所以可以把C6叫做隔直耦合电容器。
C7的电容量较大,它对低频信号的容抗较小。由于C7并联在电池上,当电池用旧内阻增大时,C7可对低频信号进行旁路,以防止各放大级信号通过电池内阻的耦合作用产生有害的低频振荡。
[例2]:延时电路

图4-4为一由单结半导体管组成的延时电路。它利用电容器的充放电特性来实现延时控制时间的目的。延时时间的长短由R3,RP及C来确定。当开头S闭合时,电源通过R3,RP向C充电。当C上的电压达到一定幅值时,VT1导通,C上的电荷经VT1,E,B1端和R2放电,触发晶闸管VT2导通,继电器K得电工作,其触点将控制被电路工作。
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