电容五大基本作用详解
前言
电容,这一电子元件在电路中扮演着举足轻重的角色。它不仅能够实现电压的稳定降低,还能有效滤除杂波,确保信号的纯净。此外,电容还能为电路提供必要的延时,实现信号的精确控制。耦合与旁路功能更是让电容在复杂电路中不可或缺。接下来,让我们一起深入探讨电容的这些神奇作用。
目录
前言
一、电容符号
二、电容作用
1、降压
2、滤波
3、延时
4、耦合
5、旁路
结尾
一、电容符号
基本电容符号:1
有极性电容符号:2\3\4\5\6
可调电容符号:7
微调电容符号:8
二、电容作用
降压 滤波 延时 耦合 旁路
1、降压
容抗计算公式:Xc = 1 / ( 2 π f C )
π:3.14 F:频率(单位为HZ,工频电一般为50HZ) C:容值(单位为C(F))
在该电路中,已知电源提供220V电压,灯泡电阻100欧,灯泡工作电压10V,如果把220V电压直接加在小灯泡上,那小灯泡肯定会给烧坏,串联一个电阻太大会发热且消耗的是有功功率,所以这里就需要我们串联一个电容来降压,那么需要串联多大的电容呢?根据电容,灯泡电压比,可求得阻抗比,所以电容的容抗为2100欧,根据容抗计算公式,我们可求得电容容量为1.5uF。
2、滤波
滤波本质是也是利用了电容降压功能。
高通滤波器:利用了电容通交流,阻直流特性。如下,由1uf电容和1000欧电阻组成的高通滤波器,如果输入直流电10v,因为直流电的频率f为0Hz,由Xc = 1 / ( 2 π f C )计算得电容的容抗就无穷大,根据串联分压原理此时10v的电压几乎都分到电容上了,而电阻上的电压接近于0v,所以它最后输出的就是0v,所以低频无法通过电容。现在我们如果输入一个频率无穷大的交流电,根据容抗计算公式得出容抗接近于0,此时输入的10v交流电几号全施加于电阻上,所以输出接近于10v,全部可以通过,所以叫它高通滤波器。高通滤波器的作用滤去大部分低频信号,但是并没有完全滤除,只是把低频信号滤除的多一点,高频信号滤除的少一点。
低通滤波器:将电容C换成电感L,就是低通滤波,利用了,电感通直隔交、通低频阻高频特性。感抗计算公式为XL=2πfL。其中,XL代表感抗,单位是欧姆(Ω);f代表交流电的频率,单位是赫兹(Hz);L代表线圈的电感,单位是亨利(H)。
3、延时
电容和电阻串联组成延时电路原理:基于电阻限制电流、电容储存电荷的特性,通过电阻和电容的充放电过程实现延时。延时时间的长短取决于电阻和电容的数值大小,以及它们之间的乘积(时间常数t = RC)。时间常数决定了电容器充电到63%(或放电到37%)所需的时间。通过调整电阻和电容的值,可以控制RC延时电路的延时时间广泛应用于定时器、滤波器等电子电路中。
4、耦合
电容耦合用于传递交流信号,隔离直流分量,实现信号的级间传输,增强信号传递效果。如两个芯片之间,接一个电容,滤除直流成分,能通过电容的是有用信号
5、旁路
耦合滤除的是低频的直流信号,而旁路滤除的是高频的交流信号,如图,给一个芯片供电时候,我们习惯性加一个小电容,对于高频干扰信号,会通过这个小电容流向地,注意,旁路电容一般都是紧靠着芯片,因为距离太远的话,这一导线可能会受到噪声,电磁等的干扰影响。具体旁路电容应该怎么选择,就得参考我们的数据手册了。
结尾
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注:本文参考哔哩哔哩【爱上半导体】,讲的非常好,在此作为总结梳理用于学习。