電容器在電路中起什麼作用?給你一份詳細的說明,不清楚不妨來看看

2021-01-14 電工技術

電容器簡稱電容，是一種儲能元件，有時也稱無功器件，它是由兩個相互靠近的金屬電極，中間夾一層絕緣介質構成的。在電容器的兩個電極加上電壓時，電容器就能儲存電能。電容不僅應用於電力系統中，進行改變系統的無功損耗，而且在電子電路中使用量也非常大，僅次於電阻，是電子電路中非常重要的元器件之一，在電子電路中，電容器的作用將不同於在電力系統中的作用。作為重要的元器件，必須了解該元件在電子電路中的主要作用，才能分析各種電子電路的原理。



電容器分有極性電容和無極性電容，它的外形比較特殊，如果對電容特別了解，可從外觀上就能看出這個電容在電路中的主要作用，（例如大容量的電解電容）我們一看就知道它的作用，這樣有助於對電路的快速準確的分析。下面是電容器在常見電子電路中的主要作用，與各位電子愛好者一起分享學習。

圖一

按下開關S，電路中的電流從電源的正極流出，經限流電阻，將正電荷加到電容的上端，負電荷加到電容的下端，剛一接通迴路中電流最大，隨著充電電壓的增加，電流減小，當充電電壓達到電源電壓時，迴路中的電流為0.請看圖2

圖二

當把電源的極性調換一下，上端為負，下端為正時，結果與上正下負一樣，只是電容兩極板上所得到的電荷變為下正上負。


通過對上面電路的分析，剛開始對電容充電時電流最大，電容兩端電壓達到電源電壓時，迴路電流為0，表明電路中此時沒有電流流過，就如電路出現開路一樣，此時電阻是不會開路的，電路中只有電容了，電容不能讓直流電流流過，這就是隔直特性。如果將圖1中的直流電源E改為交流電Us.Us為正弦交流電。

圖三

當Us上正下負時，電容C上端儲存正電荷，下端儲存負電荷，當Us下正上負時，電容C下端儲存正電荷，上端儲存負電荷，交流電源在正負變化時，儲存在電容上的電荷也在不停的複合，電路中就有與電源同頻率的電流流過，這就是電容通交流特性。

電容兩端電壓不能突變是非常重要的一個特性，分析電路時經常用到。因為電容器兩端電壓大小與電容器內部的電荷量成正比關係，在電容器內部沒有電荷時電容兩端電壓為0，當電容內部電荷沒有發生改變時電容器兩端電壓不變（保持原來的電壓大小），例如圖1中，開關S未合上時，電容器C中沒有電荷，C兩端電壓為0，當開關S 接通瞬間，對C 進行充電要有一個過程，不是一通電C中就有電荷，所以S合上瞬間C中無電荷兩端電壓仍然為0，因此在開關合上前後電容兩端電壓沒有發生突變，C兩端電壓仍然為0.這是充電情況。當電容放電的瞬間，電容兩端的電壓也是一樣不能發生突變，只有當電容內部的電荷發生改變時，電容兩端電壓才發生改變，剛開始放電時，電容內部的電荷不能立即釋放，所以電容兩端電壓不能發生突變。

將220V交流電壓降為較低的電壓供後級電路使用

圖四

圖4就是一個典型的電容降壓電路，R是洩放電阻，電路中降壓電容容量的大小決定了降壓電路中的電流大小，可以根據負載電流的需要來選擇電容的容量大小，洩放電阻是洩放電容兩端的電壓，使電路更安全。

電容濾波電路有低頻濾波和高頻濾波之分，如圖4中，通過二極體橋式整流後有C1、C2兩個電容，C1為電解電容，容量較大，對電源進行濾波，使輸出電壓更加平滑，C2為高頻濾波電容，濾除電路中的高頻信號，這種電路在實際使用過程中最常見。

電源電路中的電容保護電路經常出現在開關電路中，保護整流二極體

圖五

這一電路的原理是電源開關接通時，由於電容C1內部原先沒有電荷，C1兩端電壓為0V，相當於短路，這樣開機瞬間大電流不會通過二極體，而是通過電容C1對C2進行充電，從而達到保護二極體的目的。

圖六

開關電源進線處常設置交流抗幹擾電路，此電路中的CX1、CX2電容的作用是濾除零火線之間的差模信號，CY1、CY2電容是濾除零火線之間的共模信號，避免本機產生的高頻幹擾信號通過電網影響其他設備。

圖七

通常三極體發射極迴路都要串聯一隻電阻，當這隻電阻上並聯一隻電容，就構成發射極旁路電容，R1為發射極電阻，只流過直流電流（直流負反饋電阻），使電路更加穩定，交流信號電流由C1旁路到地不參與反饋，這一電路在音頻電路中使用較多。

耦合電容就是用於耦合作用的電容，就是將前級的信號無損耗加到後級電路中，同時去掉不需要的信號。例如圖7中的C2，VT1三極體放大的信號，經C2耦合後送到VT2三極體繼續進行放大，C2就是耦合電容。從圖中可以看出，兩三極體有獨立的直流偏置電路，只有交流信號加到後級電路。

圖八

通常三極體發射極迴路都要串聯一隻電阻，當這隻電阻上並聯一隻電容，就構成發射極旁路電容，R1為發射極電阻，只流過直流電流（直流負反饋電阻），使電路更加穩定，交流信號電流由C1旁路到地不參與反饋，這一電路在音頻電路中使用較多。

圖九

C1並聯在電阻R1兩端的作用是使三極體VT1加速導通或者加速截止，當Ui輸入為PWM高電平信號時，C1能使三極體快速導通、當Ui跳變為低電平時使三極體快速截止。這在自激式開關電源中經常用到，所以C1稱為加速電容。


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