如何理解电容通交流
eeskill 2021-11-29

电容通交流等效理解方法在分析电容交流电路时,采用充电和放电的分析方法是十分复杂的,且不容易理解,所以要采用等效分析方法,这种分析方法很简单,电路分析中大量采用,必须牢牢掌握。

电容器C1两极板之间绝缘,交流电流不能直接通过两极板构成回路,只是由于交流电流的充电方向不断改变,电路中才有持续的交流电流流过,等效成C1能够让交流电流通过。

实际上交流电流并不是从两极板之间直接通过,电路分析中为了方便起见,将电容器看成是一个能够直接通过交流电流的元件,如图1-28所示。

图1-28 电容通交流等效理解示意图

电容器隔直通交特性隔直通交特性就是电容器的隔直特性与通交特性叠加。

电容在直流电路中,由于直流电压方向不变,对电容的充电方向始终不变,待电容器充满电荷之后,电路中便无电流的流动,所以电容具有隔直作用。

电容器的隔直和通交特性往往联系起来,即电容器具有隔直通交特性,图1-29所示是电容器隔直通交特性示意图。

图1-29 电容器隔直通交特性示意图

输入信号Ui是一个由直流电压U1(图中虚线)和交流电压U2(图中实线)复合而成的信号,U1和U2相加得到输入信号Ui波形。电路分析过程中,借助于信号波形能够方便地理解电路的工作原理。

直流电压U1和交流电压U2相加的理解过程可以分下列几个时刻(见图中输入信号Ui波形)。

t0时刻Ui等于U1,U2为0V,U1+U2=U1,Ui波形为U1。

t1时刻U1仍为U1,U2为正峰值,Ui波形为U1加上U2(正峰值),此时Ui为最大值。

t2时刻因为U2为0V,所以Ui大小为U1。

t3时刻U2为负峰值,所以此时Ui为U1减去负峰值,Ui为最小。

t4时刻两信号电压相加情况与t0时刻相同。

重要提示

通过波形分解可知,Ui所示的信号波形由一个直流电压U1和一个交流电压U2复合而成,这为下一步的电路分析提供了很大的帮助。

输入信号Ui加到电路中,分析分成直流和交流两种情况进行。

(1)直流电压U1加到电路中的分析。由于电容C1的隔直作用,直流电压不能通过C1,因此在输出端没有直流电压,这是电容器的隔直特性在电路中的具体体现。

(2)交流电压U2加到电路中的分析。由于电容C1具有通交作用,Ui信号中的交流电压能够通过电容C1和电阻R1构成回路,在回路中产生交流电流,流过电阻R1的交流信号电流在R1两端的交流电压即为输出电压Uo。

所以,输出信号Uo中只有输入信号Ui中的交流信号成分U2,没有直流成分U1,这样就实现了隔直通交的电路功能。

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