补偿电容的作用和工作原理 电容是怎么构成的,它在电路中起到什么作用
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电容是怎么构成的,它在电路中起到什么作用
电容在电路中的作用:具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性,广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等。
1、滤波电容:它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、退耦电容:并接于放大电路的电源正负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。
3、旁路电容:在交直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
4、耦合电容:在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作为两放大器的级间连接,用于隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。
5、调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。
6、衬垫电容:与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。
7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容:在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
电容的成分是什么
所谓电容,就是容纳和释放电荷的电子元器件。可以理解为绝缘的两边有电荷,挡住之后攒起电来。
电容的基本工作原理就是充电放电,当然还有整流、振荡以及其它的作用。
另外电容的结构非常简单,主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成。
应用于
电源电路
,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。旁路
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。
去藕
从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u 等,而去耦合电容一般比较大,是10uF 或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。
总的来说旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
3)滤波
从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。
但实际上超过1uF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。
但实际上超过1uF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。
但实际上超过1uF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。
所以一般你都会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。
电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容越大低频越容易通过,电容越小高频越容易通过。
4)储能
储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150000uF 之间的铝电解电容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10KW 的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。
2、应用于
信号电路
,主要完成耦合、振荡/同步及时间常数的作用:1)去耦
举个例子来讲,晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻,它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合,这个电阻就是产生了耦合的元件,如果在这个电阻两端并联一个电容,由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗,这样就减小了电阻产生的耦合效应,故称此电容为去耦电容。
2)振荡/同步
包括RC、LC 振荡器及晶体的负载电容都属于这一范畴。
3)时间常数
这就是常见的 R、C 串联构成的积分电路。当输入信号电压加在输入端时,电容(C)上的电压逐渐上升。而其充电电流则随着电压的上升而减小。电流通过电阻(R)、电容(C)的特性通过下面的公式描述:
i = (V/R)e-(t/CR)
最后说下电解电容的使用注意事项:
1、电解电容由于有正负极性,因此在电路中使用时不能颠倒联接。在电源电路中,输出正电压时电解电容的正极接电源输出端,负极接地,输出负电压时则负极接输出端,正极接地.当电源电路中的滤波电容极性接反时,因电容的滤波作用大大降低,一方面引起电源输出电压波动,另一方面又因反向通电使此时相当于一个电阻的电解电容发热.当反向电压超过某值时,电容的反向漏电电阻将变得很小,这样通电工作不久,即可使电容因过热而炸裂损坏.
2、加在电解电容两端的电压不能超过其允许工作电压,在设计实际电路时应根据具体情况留有一定的余量,在设计稳压电源的滤波电容时,如果交流电源电压为220~时变压器次级的整流电压可达22V,此时选择耐压为25V 的电解电容一般可以满足要求.但是,假如交流电源电压波动很大且有可能上升到250V以上时,最好选择耐压30V 以上的电解电容。
3、电解电容在电路中不应靠近大功率发热元件,以防因受热而使电解液加速干涸.
4、对于有正负极性的信号的滤波,可采取两个电解电容同极性串联的方法,当作一个无极性的电容.
各种不同的电容里面的成分也不同。 例如MLCC, 积层陶瓷电容,俗称贴片电容,顾名思义,电容体的主要成分和陶瓷的成分一样,就是碳酸钙,当然外部电极和内部电容是金属的。电极材料很多种,有铜、银、锡、钯等等很多种。 另外如铝电解电容,通常是两层铝膜中间包上电解液;钽电解电容的电极是钽金属等等。。。
为什么变压器都要加电容,具体的原理
电容在变压器中配置的主要用于补偿工频电力系统的感性无功功率,以提高功率因数,改善供电质量,降低线路损耗。
工业上变压器加电容是提高功率因数的,小变压器加电容就是滤波的。
1、变压器属于感性元件,电容属于容性元件,电感、电容就像水火一样相克相生,独立的变压器断开时由于电感的作用会产生反电动势,击穿用电器或者伤害人,电容接入后让反电动势出现后对其充电,使电压不会太高,这样保护了用电器和人身安全。
2、电容和变压器的电感还可以有一定的固有频率,就像乐器的共鸣箱一样,可以最大程度吸收某一频率的电流向下一级传送,这就是电谐振。
电容在交流直流电路中作用分别是什么,详细说明,谢谢
电容在交流电路中的作用有调整功率因数、移相、滤波、谐振等作用;直流电路中的作用主要是滤波和储能。
调整功率因数和滤波的作用应该不需要在过多说明,移相的作用说明一下,电机副绕组串联电容就是通过电容的移相作用产生一个和主绕组磁场相位相差180度的磁场。谐振的作用,收音机中就是通过电容和天线线圈的谐振接收不同的频道。储能的作用,手机中有应用大电容的储能作用来实现和小电池相同的作用。本文由头条在线整理:4条关于电容的作用和工作原理的问题「电容是怎么构成的,它在电路中起到什么作用」希望对你有帮助!更多相关补偿电容的作用和工作原理的内容请站内查找。