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电容器是隔直流的,为什么电池直流可以为电容器充电?
在电路分析里,电路的响应有两种,一种是零输入响应,一种是零状态响应。
所谓零输入响应,指的是输入信号为零;所谓零状态响应,指的是电路中所有储能元件和各种电源的状态均为零。
在分析零状态响应时,要把电压源短路,电流源开路。
对于电容来说,在零状态响应的通电瞬间,它可以认为是电压为零的电压源,所以它相当于短路。
我们来看下图:上一张图是电路结构,我们看到电源e和它的内阻r,开关qf,还有电容c和电阻r。
这里用e电动势作为电动势的符号,以区别于电场强度e。这个问题的提出和教材包括一些大学教材有关。教材常把用电源对电容器充放电过程表示为图6.9。这样表示有三个问题:1.只用电动势e电动势不能完全表示电源的特性,电源的特性必须用电动势e电动势和内阻r两个物理量描述,不存在内阻r= 0的电源。2.实际充电过程中电源内阻r可以起到-充电电流的作用;但是如果电容器的电容较大、电源电动势较高,还需要在电路中串接限流电阻以防止充电电流过大损坏电源和电流表。但实际上大于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。3.如果电容器电容较大且充电电压较高,放电时也应增加限流电阻,以免损坏电流表。
下面就讨论电源给电容器充电的过程中能量的分配问题,设电源电动势和电容器电容量都不大,充电电路如图6.10和图6.11所示。图6.10 和图6.11 是一样的,只是对电源的表示方法不同,图6.10 中把电源电动势和内阻分开表示,图6.11中把电源电动势和内阻合起来标注在电源下方,这样才是电源的正确表示方法。电容器电容量的测量在没有-仪表的情况下可用万用表测量电力电容器的电容量。
众所周知,高频设计过程中总是需要功率因素足够高,但是由于电感性负载的存在,往往事与愿违,这时提高功率因数的常用方法就是给电感性负载并联电容器。由于制造工艺的原因,会造成大电容的分布电感比较大,导致高频性能不好,而小电容则-相反,so,如果为了让低频、高频信号都-地通过,那么就可以采用一个大电容再并上一个小电容的方式其实这已经是司空见惯的pcb布局之一了。在处理旁路电容时需要注意一个问题,就是旁路电容的频率越高时,受到引线电感成分的影响也越大,因此一般建议使用贴片电容。电容寿命指的是电容容量的问题,而不是设计寿命到达之后就发生爆浆。
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