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標題: 幫忙分析一下電路 [打印本頁]
作者: nature2010    時間: 2010-10-17 08:12
標題: 幫忙分析一下電路

本人初學電子，幫忙分析一下AC1為正極時電流的流動情況，第一感覺電路不通
作者: ydy1034    時間: 2010-10-17 15:50
阻容降壓 全橋整流
作者: ydy1034    時間: 2010-10-17 15:51
ac220 分什么正負啊
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 05:42
個人感覺LZ的這個電路不是什么好電路，存在諸多安全隱患，不建議在實際中采用。
1. 負載沒有與電網隔離，存在安全隱患。建議采用電源變壓器經變壓后獲得所需電壓。
2. 負載懸浮，如果有一顆LED開路故障，則濾波電容將會被擊穿。
3. 浮動工作狀態，存在不確定因素。不是成熟穩妥的電路設計。
以上個人觀點，僅供參考。
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 05:53
不過呢，對于LZ所提出的疑問，我覺得還是有必要一起探討一下的。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 05:58
ydy1034同學（請允許我這么稱呼您，呵呵 ）在以上已經精辟的指出了此電路的基本特征：“阻容降壓 全橋整流”。呵呵
下面呢，我們一起探討一下該電路。
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 06:13


首先我們來分析一下電源。
220V是交流市電的有效值，311V是交流市電的峰值。市電的兩根線之間是交變的電壓，其大小和方向（極性）都是隨時間變化的。呵呵
我想大家對市電的“火線和零線”都會判斷吧，呵呵。
簡單有效的方法是用“試電筆”試一下，對不對。呵呵
在任何時候我們都不要用手去觸摸市電的任何一根導線，呵呵。
否則，我們有可能會觸電。非常危險！請大家小心謹慎哦！
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 06:25

請大家注意：
這里的“接地”符號不是真正的接大地！
這里的“接地”只是規定了電路分析中的參考導體（假設其電位等于零）。
請大家不要胡亂的把電源線接真正的大地，那是一件非常危險的事情。零線不是地線，相關的安全用電常識請自行查閱（本版置頂的安全用電常識）。  
沒有把握的事情就不要去做，這是保障安全的前提。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 06:39

大家知道，LZ的這個電路基本上分為三個部分：市電電源部分、整流濾波部分和負載部分（n個LED串聯）。呵呵
這個電路的基本思路是：市電經阻容降壓、全波整流濾波后向LED陣列供電。
OK，那么我們就首先看看如圖所示的開路電壓“out1”是什么樣子的吧。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 06:48


OK，這就是“out1”的波形。
它的正峰值等于311V，負峰值等于-311V，峰峰值等于311*2=622V。
也就是說，在負載開路的時候阻容耦合電路并不會起到“降壓”的作用。
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:04
我們再來看看整流部分，假設負載開路（我們這里用一個1M歐姆的電阻來等效）。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:10
如果看不清圖片請點擊圖片并可以用鼠標滾輪縮放。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:12

這是“out3”對參考地導體的電壓（電位）波形，它是一個脈沖電壓（在零電平以上），大家可以看到它的峰值是等于311V的。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:19

這是“out4”導體上對參考地導體的電壓波形，它也是一個脈沖電壓（在零電平以下），其負的峰值等于-311V，也就是說它的峰值的絕對值是等于311V的。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:22
也就是說經過全波整流后，在負載開路或負載較大的情況下，整流器輸出端對地而言都將會產生峰值絕對值超過300V的高壓。
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:33


那么負載RL兩端的電壓也就是out3-out4了。呵呵
大家從圖中可以看出來，它是一個頻率為100Hz（兩倍電源頻率）峰值為311V的脈動直流電壓。
請大家注意，這是在負載電阻很大并且沒有加濾波電容時得到的波形。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:42

那我們再來看看加上10uF濾波電容后電容器兩端的電壓情況吧（請大家注意，這個時候負載是開路的）。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:48

OK，大家看到了，在經過一個短暫的過渡過程后，濾波器兩端的電壓將會達到一個穩定的值——311V。
也就是說，如果濾波電容器的耐壓不夠高，那么在負載開路后電容器將會被擊穿。
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 07:56


如果我們把負載電阻值取的小些（例如1K歐姆）那么電容兩端的電壓又會如何呢？
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 08:02

大家可以看到當負載電阻較小時，不僅輸出直流電壓的幅度嚴重下降，并且紋波也大了許多。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 08:07
對于LED陣列可以等效為負載電阻。此電路由于采用了電容降壓，因此等效電源內阻增大，帶負載能力下降。負載開路時導致濾波電容兩端電壓突升，可能將電容器擊穿。電路沒有與電網隔離，存在安全隱患。
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 08:08
水平有限，錯誤難免，個人觀點，僅供參考。歡迎大家批評指教，謝謝。
作者: nature2010    時間: 2010-10-18 08:52
謝謝版主的分析，我得好好學習一下
作者: nature2010    時間: 2010-10-18 13:53
版主，我被電源的正負極毒害的比較深，當ac1是正極時，ac2為負極時，也就是電流的運動方向應該是從ac1到ac2的時候，電路中的電流是怎樣運動的？
暫時無法理解請版主給解釋一下
作者: wb61850    時間: 2010-10-18 23:38
好的，我將盡力的解答一下LZ的問題。
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 00:01
首先呢我們需要對電源作一個等效。
大家知道，市電是正弦交流電。那么為什么要用正弦交流電而不用直流電或者其它的波形來傳輸電能呢？這是因為正弦交流電容易變換成各種不同大小的電壓（通過變壓器），并且可以方便地通過整流等獲得其它的波形，一般來講它的傳輸損耗也比較小。
那么在電路中電容器、電感器對正弦交流電有什么作用呢？
簡單而言呢，電容器和電感器對正弦交流電有“阻礙”作用，我們可以用“容抗”和“感抗”來描述。
容抗、感抗和電阻是本質不同的。它們雖然都對交流電起阻礙的作用，但是它們在通過電流時不會發熱，這就是它們與電阻的本質不同之處。
容抗和感抗的性質也有很大不同（雖然在電路中它們都不會消耗功率或能量）。為什么呢？這是因為容抗與信號的頻率成反比，就是說信號的頻率越高電容器的“阻力”就越�。恍盘栴l率越低，電容器的“阻力”就越大。那么感抗呢則與容抗相反，電感器的感抗是與信號的頻率成正比的。也就是說，信號的頻率越高則電感器對其的“阻力”就越大；反之，信號的頻率越低電感器對其的“阻力”就越小。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 00:26

我們現在呢用一個“容抗”來等效電路中的電容器C1對市電的阻力，它的具體值約等于14.5千歐。
由于電阻器R1與C1是并聯關系，并且R1的值很大（4.7兆歐），所以R1可以忽略不計。呵呵
可以看出，經過等效以后電源變成了一個具有一定內阻（等于電容C1的容抗）的正弦電壓源。
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 00:32


那么這個等效電源的開路電壓是不難得到的，它等于220V有效值或311V峰值。
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 01:09


這是電源瞬時極性為上“+”下“-”時二極管導通的情況。呵呵
紅色帶箭頭線表示導通支路的電流以及方向。
未導通的二極管支路用黑色線表示。
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 01:18
二極管正向導通時的等效電阻很小，可以視為短路；反向截止時的電阻很大，可以視為開路。正向導通時的壓降很小，在此電路中的影響可以忽略。
由于負載電阻很大，比起等效電源內阻大很多，因此電源內阻的分壓可以忽略不計，負載上的峰值電壓約等于電源的峰值電壓311V。
實際上負載開路時的等效電阻是近似于無窮大的，在這里用一個1M歐的電阻等效是為了便于形成電流回路的概念。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 01:36


這是電源瞬時極性為上“-”下“+”時二極管的導通情況和支路電流的情形（線條顏色及意義如上同）。
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 01:39
大家可以看出，無論電源的瞬時極性是+或-（相對于參考地導體而言），經過整流后的電壓總是上+下- 的（相對于負載來說），這就是全波整流的意義所在。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 01:41
關于電源回路的繞行方向，大家可以選擇由“+”出發到“－”，經過電源后回到“+”。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-19 01:52
水平有限，錯誤難免，歡迎大家批評指教。
希望能對大家有所幫助。
一起學習、一起進步。再見
作者: nature2010    時間: 2010-10-19 09:12
和我理解的有出入，我所知道的電容通交流隔直流，是通過電容的充放電來實現的，看了版主的解釋，交流電能直接通過電容？如果還是通過充放電來實現的，那具體過程是怎樣的呢？請版主指教
作者: wb61850    時間: 2010-10-20 07:34
樓主非常誠懇，指教不敢當，一起學習而已。
如果說到電容器的充放電，那么我們應該采用脈沖電源來進行分析，因為那是屬于電路的時域分析。
雖然頻域分析和時域分析在本質上是一樣的，但是它們的側重點不同。
本想繼續和大家學習一下的，怎耐今天的時間已過，不好意思。
待俺養足精神，夜半三更時在上來和大家一起分析下。呵呵
作者: kingheimer    時間: 2010-10-20 09:38
頂了，
作者: wbsh    時間: 2010-10-20 21:15
不錯不錯
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 02:00
大家好，半夜好，呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 02:04
大家知道哦，這突來的寒流，不是怎么令人爽哦。呵呵
俺在想哦，要是俺夏天在南極，冬天在北極就好了哦。
可是科學家說南北極一年四季都很冷……。哎呀，咋怎阿
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 02:11
如果樓主不介意的話俺就放一首《哎呀》來溫度一下哈。
http://v.youku.com/v_show/id_XMjEyOTk2MzQw.html
哎呀……
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 02:21
OK，下面呢我們書歸正傳。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 02:23
首先呢，我聲明一下：“以下觀點僅供大家參考，歡迎大家批評指教”。謝謝
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 02:50


大家請看，這是一個脈沖信號源，那么它的輸出信號Vp是怎樣的呢？
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 03:10


OK，請看這就是Vp的波形了，大家能看出來它的特點嗎？呵呵
請允許我來介紹一下它的特點哈。呵呵
我們把這個波形稱為“+Vp”。這是為什么呢？
因為它波形始終是在“零電平”以上。呵呵
簡單敘述呢，這個波形的特點是：在0~20ms（毫秒）它的值等于零（有20ms的延遲時間），在20ms時刻它由0V躍變到311V（311V是等于正弦交流市電的峰值的，這點請大家注意），在20ms~30ms期間是平頂時間（即脈沖寬度，保持在311V不變），在30ms時刻由311V突降至0V，然后呢保持零電平不變。
作者: f.luo    時間: 2010-10-21 03:17
吳版怎么都是夜間活動�。�
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 03:40
哦，因為俺是屬“野貓子”的馬。白天見不得人，只好深夜出來忽悠了。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 03:45

好，請看這張圖。呵呵
這張圖和上一張的意思是一樣的，不過是用漢字標注的哈，這個我比較喜歡哦。呵呵
這個圖是我做的啊，作的不好啊，請多見諒哈。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 03:59
那么大家要注意兩個時間了。
那兩個時間呢？
20毫秒的時刻，還有30毫秒的時刻。
那么這兩個時刻發生了什么呢？
大家沒有看到在這兩個時刻電壓發生了“突變（或躍變）”嗎？呵呵
沒錯，在20毫秒時刻（20ms）電壓發生了向上的躍變（由0V躍變到311V）；在30ms時刻電壓發生了向下的躍變（由311V躍變到0V）。那么電壓在這兩個時刻的變化率是多大呢？ 無窮大，我們說在電壓躍變的時間電壓的變化率為無窮大。具體講呢，在20毫秒時刻電壓的變化率為正無窮大，在30毫秒時刻電壓的變化率為負無窮大（因為電壓在極其短暫的時間內由一個穩定值變化到另一個穩定值）。
當然，以上是一種理想化的情況。我們用數學語言來說呢，就是在20毫秒時刻電壓的導數（或微分）為正無窮大，在30ms時刻電壓的導數（微分）為負無窮大。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 04:12
那么在其它的時間里電壓又是怎樣的呢？
除了在電壓瞬變的時刻，電壓都是不隨時間變化的。呵呵
在0~20毫秒時間里（除了20ms時刻）電壓等于零，不隨時間變化。在20ms~30ms的時間里（除了20ms和30ms時刻）電壓等于311V不隨時間變化。在30ms以后（除了30ms時刻）電壓等于零，不隨時間變化。電壓不隨時間變化也就是說電壓的時間變化率等于零，或者說電壓的時間導數或者電壓的時間微分等于零了。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 04:53

好的，大家請看這個電路圖。呵呵
意思呢不用我多說，把一個電阻器和電容器串聯起來，然后呢接電源Vp。
電阻的阻值是5千歐（5000歐姆），電容器的容量為223納法（220000皮法（pF））
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 04:55
有關于電阻器、電容器和電感器的單位屬于基本的知識。如果有不太明白的朋友請自行查閱相關的資料哦。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 05:23


這是電源電壓up的波形（紅色）和電容器兩端電壓的波形uc（綠色）。
大家能看出來電容器電壓uc的特點嗎？呵呵
我們來看看電容器電壓uc的特點啊。呵呵
1. 在20ms的時刻電源電壓up發生正向的躍變，由0V躍變到311V，而此時呢電容器的電壓uc等于零。
2.在20ms時刻以后呢，電容器電壓uc按照指數規律上升到311V（上升的快慢或速率取決于回路的時間常數——電阻R和電容器容量C的乘積：R*C。時間常數越大則電壓上升的就越慢，反之則越快）。
3. 在30ms時刻，電源電壓up發生向下的躍變。而此時呢電容器的電壓uc并不會立即下降到零，而是等于311V。
4. 在30ms以后呢，電容器電壓uc由311V按照指數規律下降到零（下降的快慢或速率同樣取決于回路的時間常數R*C）。
5. 在電源電壓的正脈沖期間，我們可以認為電源通過電阻器R對電容器C充電。由于回路的時間常數R*C較小， 所以呢在電源的正脈沖期間，電容器的電壓迅速地被充到電源電壓的峰值（311V）。電源電壓的下降沿以后（up=0），充滿電的電容器（電壓等于311V，為上+下-）通過電源（假設電源的內阻等于零）和電阻器R放電，直至電容器的電壓為零，放電完畢，同樣放電過程也是比較迅速的。
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 05:53


這是電容器的電流ic也是回路電流的波形。呵呵
它有什么特點呢？
電容器電流ic有以下幾個特點：
1. 在up的上升沿（20ms時刻）它立刻達到最大值（等于up的峰值311V除以電阻值5000歐姆），說明電容電流ic在電源電壓up向上躍變的時刻同時也發生了向上的躍變。
2. up上沿以后，電容器電流ic由峰值（最大值）按照指數規律下降到零，下降的快慢或速率取決于回路的時間常數R*C。其實這個過程即電容器的充電過程。
3. 在up的下沿時刻（30ms），電容電流發生了向下的躍變（發生反方向的電流）并達到負的峰值（最大值），該值等于311/5000（即電容器充滿電時的電壓與電阻R之比）。up下沿以后，反方向電流（放電電流）同樣按照指數規律變化到零。這個過程就是電容器的放電過程，放電過程的快慢同樣取決于回路的時間常數。
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 06:07


我們把電源電壓up（紅色波形）、電容器電壓uc（綠色波形）和電容器電流ic（藍色波形，按比例放大后）同時畫在一張圖上，這樣呢它們的特點就比較清楚了。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 06:16


這是電容器充電過程示意圖。
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 06:22

這是電容器放電過程示意圖。呵呵
那么它與充電過程有什么不同嗎？
很明顯，放電電流方向與充電電流的方向相反。放電期間電源up不作用，等效為短路。
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 06:33
今天就到這里吧。
大家知道，時域分析（瞬態分析）是比較復雜的，為了照顧新上路的朋友所以我說的比較細。
希望大家過一遍后能有一個比較清晰的認識。但是我的水平畢竟是很有限的，雖然想法是好的，但是未必就能達到目的。
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 06:36
大家知道，“電子學是一門實驗科學”。
關于實驗的意義，我可以用一句話來概括：“沒有實驗就沒有認識”。
所以，只要大家有條件就要盡量多做些實驗，只是在做實驗的時候一定要保證安全。
作者: wb61850    時間: 2010-10-21 06:39
此回復未完，待續。呵呵
作者: nature2010    時間: 2010-10-21 08:12
版主辛苦了，明天看直播
作者: 學習來了    時間: 2010-10-21 14:30
mark 版主很敬業！
作者: xiaoxiao    時間: 2010-10-21 23:29
“黑夜給我雙黑眼睛，我用黑眼睛追尋閃電”
http://v.youku.com/v_show/id_XMTc4NzkyNTI4.html
大家加油！
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 02:28
大家知道，我并不提倡大家都熬夜學習。
熬夜畢竟是損害健康的。
大家不要和我類比，因為不具有可比性。呵呵
我是長期養成的壞習慣，一時半會無法改變。
我對自己的要求是：一天至少要保證6~7個小時的睡眠時間，不論是連續的時間還是離散的時間。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 02:35
我是非常討厭“個人崇拜”的。呵呵
我雖然是這個版的版主，但是我和大家都是一樣的，沒有什么區別。
在現實生活中，可能我的條件更差些。
我就是這么一個小小的人物，茫茫人海中匆忙的過客。
可能我的感情比較豐富一些，搞技術也不是當明星，說真話，又苦又累，沒有幾個人愿意搞一輩子的。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 02:40
盡管我一無所有，可是我不能沒有你，親愛的——電子！
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 02:42
OK，我們書歸正傳了啊！呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 02:46
下面我們探討一下——電容器的電流。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 03:04


大家請看，這是一個電容器的符號，或者說是一個電路模型。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 03:15


我們可以把電容器視為“一端口器件（或者兩個端子/端鈕的器件）”。
我們把這兩個端子用“1”和“2”來表示。
Vc(t)表示電容器兩個端子之間的電壓（“t”表示電壓可能隨時間變化）。
OK，那么我們不難得到這樣的關系：V12(t)=Vc(t)
即端子1、2之間的電壓（或電位差）等于電容器的電壓。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 03:24

現在呢我們假設電容器上有1V（伏特）的直流電壓。呵呵
直流電壓，就是不隨時間變化的電壓嘍，這點現在沒有疑問。呵呵
現在大家想想兩個問題：
1. 電容器兩端為什么會有1V的電壓？也就是說，電容器是怎樣帶上電壓的呢？呵呵
2. 電容器兩端有電壓和沒有電壓（兩端電壓等于零）時，有什么不同嗎？
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 03:25
大家是不是覺得這些問題過于“小兒科”了呢？呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 03:36


這張圖的意思是說“電容器電壓等于零時，電容器的極板之間沒有電場；電容器兩端的電壓不等于零時，電容器極板之間有電場”。
我們用紅色區域來表示“電場”分布。當然這種表示僅是一種近似。呵呵
那么電場有什么性質呢？
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 03:49
電場有如下的幾點性質：
1. 電場是由電荷激發的能量場。
這里的電荷是正電荷與負電荷的總稱。我們這里說的“電荷”是一種微觀上的抽象概念，誰也不能親眼看見電荷是什么模樣的。呵呵
那么為什么又說電場是能量場呢？那是因為處在電場中的其它電荷要受到電場力的作用而發生運動。抽象點說呢就是電場可以對電荷作功，因此電場是能量場。
2. 描述電場的電力線是起始于正電荷而終止于負電荷的。
這一點是非常重要的，因為它說明了電場是電荷激發的場，電荷就是電場的“源”。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 03:56
那么電容器是怎樣帶上電壓的呢？
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 04:13


大家請看圖，我們用藍色帶箭頭線表示電容器的電流以及方向。
在t1時刻電容電壓等于零，而電容器的電流不等于零（在這里假設為1A）。
這說明了什么問題呢？
說明了“電容器電流建立導前于電容器電壓建立”。呵呵
我們可以這樣形象的比喻下，“你拿著一根水管向一個空桶里灌水，當水灌進桶里的瞬間桶里的水位是等于零的，而此時的水流是一定的”。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 05:03


這張圖的意思是說“電容器電壓的建立過程即電容器電場能量建立的過程”。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 05:06
那么到底有沒有電流通過電容器呢？
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 05:09
呵呵，其實這個“有沒有電流通過電容器？”的問題是著名的“麥克斯韋電磁場理論”的一部分。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 05:22


這張圖的意思是說“在電容器充電或放電的過程中電容器的極板之間有變化的電場”。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 05:27
以上的結論不難理解。
因為充電電流或放電電流將使電容器的電壓升高或下降，因此將使電容器極板之間的電場能量發生改變（增大或減�。�。
電容器中的電場能量與電容器的電壓和電容器的電容量之間的關系是：
電容器中的電場能量=0.5*C*V^2   C是電容器的電容量，V是電容器的電壓。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 05:47
以下的觀點比較抽象，希望大家能夠理解。個人觀點中難免錯誤，僅供大家參考，請批指。
大家可能知道“電流連續性原理”，這個原理用數學式描述比較抽象，這里從略。
我是這樣理解這個原理的：“在任何時間內，流進一個閉合曲面（可以假想為一個乒乓球）的電荷必然等于流出該閉合曲面的電荷”。也就是說，對于一個閉合曲面來說，不會出現電荷只流進曲面而不流出曲面，或者流進閉合曲面的電荷多，流出閉合曲面的電荷少的情況；反之亦然，也不會出現沒有流進閉合曲面的電荷，卻有流出閉合曲面的電荷的情況。也不會出現流進閉合曲面的電荷少而流出閉合曲面的電荷多的情況。
請大家明確，電流連續性原理的依據是“電荷守恒原理”。因為電荷不能被創造也不能被消滅，正電荷與負電荷的代數和是守恒的。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:02


這張圖的意思是說，當我們作一個閉合曲面包圍電容器的一個極板的時候，出現了與電流連續性原理相違背的情況：只有電流流進曲面而沒有電流流出曲面。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:07


當我們作一個閉合曲面包圍電容器另一個極板的時候，又出現了與電流連續性原理不符的情況：只有流出曲面的電流，而沒有流進曲面的電流。
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:09
難道是電流連續性原理或者電荷守恒原理錯了嗎？
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:16



大家可能會說：“作一個包圍兩個極板的閉合曲面不就符合電流連續性原理了嗎？”
當然是這樣的，但是我們現在考慮的是閉合曲面包圍一個極板時的情況。呵呵
流進閉合曲面的電流必然等于流出閉合曲面的電流，這是個前提。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:30
為了解釋這個現象，麥克斯韋先生提出了“位移電流假設”。
我對麥克斯韋先生位移電流假設的理解是：雖然沒有傳導電流（即導體中的電子流）穿過電容器極板之間的介質，但是電容器的極板之間有變化的電場。變化的電場激發磁場，而這種由變化的電場激發的磁場可以用位移電流來等效，位移電流保持了電流的連續性。
麥克斯韋先生的電磁場理論（位移電流假設只是其中的一部分）在當時只是假設（推論），但后來被無數的實驗事實證明是正確的。確實很牛哦，呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:36


OK，我們用虛線帶箭頭線來表示極板之間的位移電流（由極板間變化的電場激發）。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:41


大家看看，現在就保持了電流的連續性了。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:45


作者: wb61850    時間: 2010-10-22 06:53
現在我們可以回答“有沒有電流通過電容器”這個問題了。呵呵
在電容器的充放電過程中，由于電容器的電壓是變化的，因此電容器極板之間的電場也是變化的。由以上論述可知，變化的電場激發變化的磁場。從電流激發磁場這個角度上看，有“電流”通過電容器。不過這個電流是“位移電流”而不是“傳導電流”。呵呵
大家知道，傳導電流一般是指導體中在電場力作用下形成的電子流。而位移電流并不是由電荷的定向運動形成的，而是由變化的電場引起的（或激發的），是一種等效電流的概念。
當電容器的電壓不隨時間變化時，電容器中的電場也不隨時間變化，因此電容器中的位移電流等于零。因為電容器電壓不隨時間變化，因此電容器的傳導電流也等于零了。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 07:05
今天就到這里，水平有限，錯誤難免，一切言行僅供參考。歡迎批評指教，謝謝
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 07:05
此回復未完，待續。呵呵
作者: wb61850    時間: 2010-10-22 07:08
祝大家愉快，再見
作者: nature2010    時間: 2010-10-22 08:08
有點難懂了，需要再學習
作者: 嵌入式公司    時間: 2010-10-22 10:34
D2,D3無電流
作者: wbsh    時間: 2010-10-25 23:19
作者: mhf1216    時間: 2011-1-4 20:42
佩服版主，以后會經常來學習，并且學習版主的學習精神！
作者: syydz    時間: 2011-1-19 17:05
啊，學習理論了
作者: hbsjb96    時間: 2011-1-29 11:15
電容將壓在固定伏在電路中時常被采用的，簡單、實用價廉



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