電容為什么能濾波？到底是什么原理？

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    電容器在電子電路中幾乎是不可缺少的儲能元件，它具有隔斷直流、連通交流、阻止低頻的特性。廣泛應(yīng)用在耦合、隔直、旁路、濾波、調(diào)諧、能量轉(zhuǎn)換和自動控制等電路中。熟悉電容器在不同電路中的名稱意義，有助于我們讀懂電子電路圖。


    電容器的特點(diǎn)就是：對直流電表現(xiàn)出的阻抗極大，相當(dāng)于不通。對交流電，頻率越高阻抗越小。利用電容器的這個特點(diǎn)，我們就可以把混雜在直流電里的交流成分過濾出來，所以叫“濾波”。經(jīng)過濾波，交流成分都經(jīng)過電容器回到電源去了，電容器兩側(cè)剩下的就是沒有波動的純直流電了。利用同樣的原理，我們可以通過電容器篩選出交流信號，把直流成分去掉，這一作用被稱為“耦合”。還可以利用電容器和電阻構(gòu)成充放電時間電路，還可以利用電容器和電感組成諧振電路，等等。


    濾波電容：接在直流電源的正、負(fù)極之間，以濾除直流電源中不需要的交流成分，使直流電變平滑。一般采用大容量的電解電容器或鉭電容，也可以在電路中同時并接其他類型的小容量電容以濾除高頻交流電。


    電容為什么能濾波？到底是什么原理？


    交流電經(jīng)過整流后輸出的直流電并不穩(wěn)定，任然存在較大的脈動電壓，這種不平穩(wěn)的直流電會造成元件的使用壽命。大多數(shù)電子設(shè)備都是依賴平穩(wěn)的直流電，因此需要在整流電路之后還需加濾波電路，來過濾掉不平穩(wěn)直流電中的交流成分，最終才能得到較平滑的直流輸出電壓。

    濾波就離不開電容或電感，因為它們都有能量存儲功能，濾波就是利用它們這種功能來實(shí)現(xiàn)的。

    如圖a，當(dāng)u2電壓為正半周期時，二極管V導(dǎo)通。此時，u2不僅對負(fù)載RL供電，還對電容C充電。二極管的壓降很小，可以忽略不計再進(jìn)行分析。因為電容電壓UC是緊跟著u2電壓以正弦規(guī)律升之u2的最大值，然后u2又繼續(xù)以正弦規(guī)律下降。由于電容C一直在充電，當(dāng)u2繼續(xù)以正弦規(guī)律下降時，此時電容C的電壓UC值大于u2，即UC＞u2。此刻二極管V不在是導(dǎo)通狀態(tài)，而是截止?fàn)顟B(tài)了。二極管V截止，RL的電源不在是u2提供，而是來自電容C放電。電容對負(fù)載RL以指數(shù)規(guī)律進(jìn)行放電。當(dāng)UC放電的電壓小于u2，二極管V又導(dǎo)通，電容又開始充電。就這樣循環(huán)下去，電容C周而復(fù)始的進(jìn)行著充電和放電兩個過程，使輸出脈動電壓減小。


    上面說到電容的放電，電容的放電快與慢跟時間系數(shù)有關(guān)，時間系數(shù)等于RL×C。時間系數(shù)越大，說明電容放電時間就越久，那么輸出電壓就越平穩(wěn)，從而平均值也越高了。想獲得輸出平穩(wěn)電壓，在負(fù)載唯一的情況下，從電容入手。選擇體積小且容量大的電容，這樣時間系數(shù)增大，那么輸出電壓就平穩(wěn)了。

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雖然都是基礎(chǔ)知識，但再看看還是受益匪淺的

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