首页>>科技 >>内容

电容分压器实例讲解图,电容分压器实例讲解

发布时间:2023-12-13 13:10:13编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对电容分压器实例讲解图,电容分压器实例讲解不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

电容分压器实例讲解图,电容分压器实例讲解

分压器电路可以由电抗元件组成,就像它们可以由定值电阻组成一样,但就像电阻电路一样,电容分压器网络不受变化的影响,即使它们使用的电容是电抗元件,因为串联链中的每个电容都会受到工频变化的影响。但在研究电容电压之前,我们需要了解更多关于容抗的知识,以及它在不同频率下如何影响电容。

在我们关于电容器的第一个教程中,我们看到电容器被绝缘体分隔成两个平行的导电板,其中一个板带正()电荷,而另一个板带相反的负(-)电荷。我们还看到,当连接到DC电源时,一旦电容器充满电,绝缘体(称为电介质)将阻止电流通过它。典型电容器

电容器的作用类似于抵抗电流的电阻器,但不同于以热的形式耗散不必要能量的电阻器,电容器在充电和放电期间释放能量或释放到连接电路中时,将能量存储在其极板上。电容器通过在其电路板上存储电荷来抵抗或“反应”电流的能力称为“电抗”。因为这种电抗与电容有关,所以称为容抗(Xc)。和电阻一样,电抗也用欧姆来测量。

当完全放电的电容器被连接到DC电源(例如电池或电源)时,电容器的电抗最初非常低,并且当电容器极板被指数充电时,最大电流短时间流过电容器。在大约等于“5RC”或五个时间常数的一段时间之后,电容器的极板被完全充电,并且充电到等于电源电压,并且不再有电流。此时电容器对DC电流的电抗在兆欧区达到最大,几乎是开路,这就是电容器阻断DC的原因。

现在,如果我们将一个电容连接到一个极性连续反相的交流(交流电)电源上,对电容的影响就是其电路板相对于所施加的交流电源电压连续充放电。这意味着充电和放电电流总是流入和流出电容器极板。如果我们有电流,我们也必须有电抗值来抵抗它。但是它的值是多少,决定容抗值的因素有哪些?

在电容和电荷的过程中,我们看到电荷(Q)与电容器极板上电容器的外加电压和电容成正比。当施加的交流电源电压(Vs)不断变化时,电路板上的电荷也必须改变其值。如果电容的电容量较大,对于给定的电阻,R给电容充电需要的时间较长,也就是说充电电流流动的时间较长。对于给定频率,较高的电容导致较小的电抗值Xc。

同样,如果电容器的电容值很小,则电容器充电需要很短的RC时间常数,这意味着电流会流动很短的时间。电容越小,电抗值Xc越高。那么我们可以看到,电流越大,电抗越小,电流越小,电抗越大。因此,容抗与电容器的电容值x c-1 c成反比。

然而,电容并不是决定容抗的唯一因素。如果施加的交流电流处于低频,电抗有更多的时间来累积给定的RC时间常数,并与指示大电抗值的电流相反。同样,如果施加的频率较高,则在充放电循环之间几乎没有时间建立电抗,相反的电流导致较大的电流,表明电抗较小。

那么我们可以看到,电容是一个阻抗,阻抗的大小取决于频率。所以频率越大意味着电抗越小,频率越小意味着电抗越大。因此,容抗,Xc(其复阻抗)与电容和频率成反比,容抗的标准公式如下:容抗公式,其中:Xc=以欧姆表示的容抗,() (pi)的数值常数=3.142=频率以赫兹为单位,(Hz)C=电容以法拉为单位,(f)。

现在我们有了串联电容器中的电压分布,我们可以看到电容器的充电和放电电流的阻力不仅取决于其电容值,还取决于电源的频率。我们来看看它是如何影响两个电容串联形成一个容性分压电路的。电容分压器

考虑两个电容器,C1和C2,在10伏的交流电源中串联。因为两个电容是串联的,所以上面的电荷q是一样的,但是它们之间的电压会不一样,并且和它们的电容值有关,比如v=q/c .分压器电路可以像可以由电阻组成一样容易地由电抗元件组成,因为它们都遵循分压器的规则。以这个电容分压电路为例。

每个电容上的电压可以用多种方法计算。一种方法是求出每个电容器的容抗、总电路阻抗和电路电流,然后用它们来计算电压降。例如,电容分压器No1的例子在上述串联电路中使用10uF和22uF的两个电容器,以10v均方根电压计算80Hz下每个电容器的均方根电压降。10uF电容器的容抗22uF电容器的容抗

串联电路的总容抗——注意,串联电抗的总和就像串联电阻一样。或者:串联电容器分压器中每个电容器的电路电流和电压降将为:

当电容值不同时,具有较小值的电容器自身充电到比具有较大值的电容器更高的电压,在上述例子中分别为6.9和3.1伏。由于基尔霍夫电压定律适用于这个电路和每个串联电路,所以每个电压降之和将等于电源电压的值,V S和6.9 3.1确实等于10伏。

注意,不管电源频率如何,串联电容器分压器电路中连接的两个电容器之间的压降比总是保持相同。那么,即使电源频率从80Hz增加到8000Hz,我们简单例子中的6.9伏和3.1伏这两个电压降也保持不变。电容分压器的示例2使用相同的两个电容器来计算8,000Hz(8kHz)的电容压降。

虽然两个电容之间的电压比可以保持不变,但是随着电源频率的增加,组合容抗会降低,所以电路总阻抗也会降低。阻抗的降低导致更多的电流流动。比如在80Hz时,我们计算出上述电路电流约为34.5mA,但在8kHz时,电源电流增加到3.45A,增加了100倍。因此,流过容性分压器的电流与频率或I成正比。

我们可以看到,容性分压器是一个串联电容网络,每个电容上都有交流压降。因为电容分压器是利用电容器的容抗来决定实际的电压降,所以只能用于频率驱动的电源,所以不能作为DC分压器使用。这主要是因为电容挡住了直流电,所以没有电流流过。

电容分压器电路用于各种电子应用,从Corpi振荡器到改变输出的电容触摸屏。当被人的手指触摸时,电压被用作降低高压的电源变压器的廉价替代品,例如,在使用低压电子设备或ic的电源连接电路中。因为我们现在知道两个电容的电抗随频率变化(变化速率相同),所以电容分压器电路上的分压将始终保持不变,维持稳定的分压器。

以上知识分享希望能够帮助到大家!