电容器具有隔直流通交流的特点,因为构成电容器的两块不相接触的平行金属板是绝缘的,直流电流不能通过电容器,而交流电流则可以通过电容器。
图3-3所示为电容器的充放电原理。
图3-3 电容器的充放电原理
【提示】
充电过程:把电容器的两端分别接到电源的正、负极,电源的电流就会对电容器充电,电容器有电荷后就产生电压,当电容器所充的电压与电源的电压相等时,充电就停止。电路中就不再有电流流动,相当于开路。
放电过程:将接在电路中的开关S断开,则在电源断开的一瞬间,电路中便有电流流通,电流的方向与原充电时的电流方向相反。随着电流的流动,两极之间的电压也逐渐降低。直到两极上的正、负电荷完全消失,这种现象叫做“放电”。
【资料】
如果电容器的两块金属板接上交流电,因为交流电的大小和方向在不断地变化着,电容器两端也必然交替地进行充电和放电,因此电路中就不停地有电流流动,交流电可以通过电容器;由于构成电容器的两块不相接触的平行金属板之间的介质是绝缘的,直流电流不能通过电容器。
图3-4所示为电容器的阻抗随信号频率变化的基本工作特性示意图。从图中可知电容器的基本特性:电容器对信号的阻碍作用被称为“容抗”,电容器的容抗与所通过的信号频率有关,信号频率越高,容抗越小,因此高频信号易于通过电容器,信号频率越低,电容器的容抗越高,对于直流信号电容器的容抗为无穷大,直流不能通过电容器。
图3-4 电容器的基本工作特性示意图
根据电容器充、放电的原理,在电路中通常可以起到滤波、谐振或耦合作用。
1.电容器构成的滤波电路(www.xing528.com)
电容器的滤波功能是指能够滤除杂波或干扰波的功能,是电容器最基本、最突出的功能。如图3-5所示,若在电源电路中没有平滑滤波电容器时,交流电压变成直流电压后电压很不稳定,波动很大。
图3-5 没有平滑滤波电容器的电源电路
若在输出电路中加入电容器,由于电容器的充放电作用,原本不稳定、波动比较大的直流电压变得比较稳定、平滑,如图3-6所示。
2.电容器构成的耦合电路
电容器对交流信号阻抗较小,易于通过,而对直流信号阻抗很大,可视为断路。在放大器中,电容器常作为交流信号的输入和输出耦合元件使用,如图3-7所示。该电路中的电源电压VCC经RC为集电极提供直流偏压,再经R1、R2为基极提供偏压。直流偏压的功能是给晶体管提供工作条件和能量,使晶体管工作在线性放大状态。
图3-6 加入平滑滤波电容器的电源电路
图3-7 交流放大器中的耦合电容器
【提示】
此外,从该电路中可以看到,由于电容器具有隔直流的作用,因此,放大器的交流输出信号可以经耦合电容器C2送到负载RL上,而电源的直流电压不会加到负载RL上。也就是说从负载上得到的只是交流信号。电容器这种能够将交流信号传递过去的能力称为耦合功能。
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