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干货| 带你认识电容工作原理

发布:2024-06-21 浏览:52

核心提示:1.电容的工作原理电容,我们一般把它理解为一个水缸。如图1-1 所示,右下角有个管子对外放水,左上角有个管子用来进水的。就是外面的水不稳定的通过管子流入水缸,注满水缸,就会从右下角的管子排出。我们发现,当流入的水类似于图中纹波一样,不稳定,如果它不经过水缸,直接从缸口往外流出,那它还是保持原来不稳定的状态,即水面不平稳。但是,如果,我们把它放在水缸里面,从水缸底部的管子往外排出,这个水就是相当稳定的,最多是造成在缸口处的水平面不稳定。这时候,我们就说这个水缸起到滤波的作用。滤除的是输入过来的水的波动,但是

1.电容的工作原理电容,我们一般把它理解为一个水缸。
如图1-1 所示,右下角有个管子对外放水,左上角有个管子用来进水的。
就是外面的水不稳定的通过管子流入水缸,注满水缸,就会从右下角的管子排出。
我们发现,当流入的水类似于图中纹波一样,不稳定,如果它不经过水缸,直接从缸口往外流出,那它还是保持原来不稳定的状态,即水面不平稳。
但是,如果,我们把它放在水缸里面,从水缸底部的管子往外排出,这个水就是相当稳定的,最多是造成在缸口处的水平面不稳定。
这时候,我们就说这个水缸起到滤波的作用。
滤除的是输入过来的水的波动,但是从水缸底部管子输出的就是很平稳的,几乎没有什么波动的水。
这在我们电容的应用中得到很大的启发。
电容对电压的作用,相当于是这个水缸对水的作用。
也就是说,这个电容里面储存的是电子荷,一个个的正电荷放置在里面,从外面进来的电荷在里面不断往上堆积,然后再平稳输出去--电荷数平稳输出且无波动。
因此我们后面电路的负载就能得到一个平稳的源源不断的输出。
一个平稳,没有什么波动的电压,能让负载工作更可靠,也不会对其造成损伤。
所以,我们就需要把给负载供电的电压进行滤波,而滤波就是通过电容,用的就是我们刚讲的类似于水缸的原理的方法。
2.电容的容量电容的容量有大有小,就像电阻一样。
它的单位,我们用法拉(F)来衡量。
法拉是电容能储存电荷数大小的单位。
常见单位有微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)。
电容单位的换算::1法拉=10^6微法=10^9纳法=10^12皮法在实际工程中,我们做不到1 法拉这么大的电容,大多数都是以微法为量级。
电路中,这个电容,一般都是用来储能用的,就如我们刚讲的类似于一个水缸的原理。
那么电容的大小与水缸有什么关系呢?我们看图2-1,左边的为1号水缸,右边的为2号水缸。
这两个水缸,它们的高度都是一致的,底面积不一样。
这个时候,我同样都是在这两个水缸里面加水,当我水加满的时候或两水缸的水都加到同一高度的时候,这时候,我们发现2号水缸里面的所加的水要远远大于一号水缸。
而如果加相同水,1号水缸里面水位升的更高,2号水缸里面水位升更低。
那我们把这两水缸类比到电容,我们说电容的单位越大,他的截面积越大,相当于于水缸的底面积越大。
如果我们给电容充电且充到一个相同的高度,比如10V,那么,我们知道,2号电容需要的电荷数更多,1号电容需要的电荷数更少。
由此,我们引入一个电容公式:,C是电荷的容量,Q是电荷数,U是电压。
这是什么意思呢?就如我们刚把电容比作水缸,那么我们把Q 认为水缸的体积,U认为是水缸的高度,C类比为水缸的底面积。
对于水缸来讲,他的高度乘以底面积就等于体积。
那么,我们就能够得到这个公式:Q =C×U,是不是就是我们上面电容的公式?因此,对于一个相同体积的电容来讲,你的底面积C越大,你的水位U就越低。
反之,电容C越小,电压U就越高。
我们从这个角度来思考,有利于我们对电容的理解。
从工程的角度,我们要刨除复杂的定义,繁琐的公式,因为那些不便于我们去理解,甚至,把我们自己都搞糊涂了。
为此,我们要从朴实的一个道理去理解。
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