电子电路基础知识-电容

描述

电容,在电路中非常常见,可以与电压源挂钩。

电压源,被定义为无论带什么样的负载,输出电压均保持不变,这也就意味着,电压源需要能够输出足够大的电流。

电容原理图符号如下:

电压源

电容的特性方程为:

电压源

从电容特性方程可以看出,电容需要能够吞吐足够的电流来维持电压的稳定,也就是说,电容两端电压不能突变,且电容能够瞬间吞吐非常大的电流。当电压变化率为0时,无电流流过电容,因此电容无法通过直流电压。

如下解释电容如何吞吐电流:

电压源

如上图:S1断开时,电路进入稳态,此时整个电路I=2.5mA,A点电压为VA=2.5V。

电压源

S1闭合瞬间,如下:

电压源

电容两端电压维持不变,即VA保持为2.5V,若VA维持2.5V,I=5mA,则此时电容需要提供5-2.5=2.5mA电流,而后再慢慢进入稳态,当S1闭合且电路进入稳态后,VA和I参数如下:

电压源

VA=1.67V,I=3.33mA。

此刻,若S1断开,则R2的电气连接断开,电容两端电压维持不变,即VA=1.67V,此刻I=VA/R3=1.67mA,因此电容需要吸收多余的3.33-1.67=1.66mA的电流,而后再进入正常稳态。

划重点

电容两端电压无法突变,而为了实现这一特性,电容需要能够吞吐足够的电流,在电路状态变化的一瞬间,电容相当于一个电压源,维持对应电压点的稳定。

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