电容内部虽然绝缘,但是并非真正意义上的绝缘,电子可以跃迁,就比如充电电池,电池内部也是绝缘,但是有内阻,只是允许电子和空穴交流,充电是氧化反应,放电是还原反应。电子跃迁过去。电容在电路中也可以认为是一个充电电池,因为电容可以充电,在直流电路中放电时可以给设备持续供电。在倍压电路中会和电源串联成高电压,比如输入电源是10V经过倍压电路和电容串联就形成了20V。你从电容的材料上开始研究吧。
交流电:电流的方向会随着时间作周期性的变化。“脉冲方波交流电”“锯齿波交流电”都是交流电,交流电什么波形都有,我们常用的主要是正弦波交流电。
直流电:电流随着时间不改变方向。电流大小改变的只要是方向不改变统一都是直流电。
不要再说隔直流通交流了,这种说法误导了多少同学。应该说电容通高频阻低频,电感通低频阻高频。通交流还是隔直流是要看电容的容量大小了,电容和电感好比一个阀门,如果有一个1Hz到5GHz的频谱的话,电容量越大这个阀门越靠近低频谱,凡是高于这个频率的电流都可以通过,比如一个1000uF的电容只要是大于5Hz以上的频率都可以通过,小于5Hz的不能通过。如果电容量越小这个阀门就会越靠近高频,比如10pF允许只允许高于3GHz的电流通过。
电感也是储能的元器件,电感量越大这个阀门越靠近低频谱,凡是高于这个频率的电流都不可以通过,举个例子说,一个1nH的电感只要是低于5GHz以下频率的电流都可以通过,一个1uH的电感只要是低于1000Hz的都可以通过。
你要问为什么可以通过,这个做个动态的动画才好理解,你可以形象的理解一下,电容是充放电的容器,其中一个极性在充电吸收正电荷电子的时候,另外一个极性必定也会在吸收负电荷空穴形成电流(电容充满电是需要时间的),电容在没有充满电之前两边两个极性都会形成电流而且两边电流大小方向都是相等的,这就相当于通电了,充满电吸收停止就不会有电流了,然后在放电的时候再形成电流通电。比如50Hz的电流,刚接通电源的时候,1Hz的前半周期是对电容的充电,此时如果是在直流工作的电器中(比如电视,开关管电源),电器中还不能达到工作的电流,因为电容在吸收电流充电,但是只有几纳秒,后半周期电流方向改变时电容开始放电,然后就充电放电作循环开始工作。
所以说电容在充电和放电的时候交流电才能通过电容,1Hz的前半周期没有走完电容就充满电了的话,前半周期剩下的时间电容是不允许电流通过的,只有等到下半周期让电容放电,才会允许电流通过电容,如果是无极性电容放电的同时也是在充电(因为无极性电容没有极性)。所以如果想让电流不间断通过电容,就要选择充电时间大于半个周期的时间。比如50Hz的电流前半周期的上半波(也就是1秒除以50除以2等于0.01秒,比如1uF的电容充电时间是10毫秒,50Hz的电流刚好能通过,低于50Hz的就不能通过,因为低于50Hz的频率半周期时间会大于10毫秒超过电容的充电时间了,电容截止充电时电路中就不会形成电流,所以就不导通了。这个10毫秒就是在设计电路时选择多少容量的电容才合适的根据。
电感也是一个储能元件,可以形象的理解为,电流必须给电感充满电感量才会导通,跟电容正好相反,电感是充满电才会导通。电流通过螺旋的导体时会产生一个阻碍电流改变方向的磁通量,这个阻碍就是感抗,磁通量就是电感量(电感的圈数越多电感量越大,增加磁芯会增大电感量),想要电流通过电感,在1Hz频率的前半周期或者后半周期必须要达到这个电感的电感量才能通过,如果没有达到电流改变方向了,电流是不能通过电感的。比如一个1uH的电感充满电感量需要10ms,那50Hz刚好能通过。大于50Hz的就不能通过,必须选择充能时间短的电感,电感量越大充能时间越长。
电容的饱和度决定两级的电流的大小,电容的电容量是材质决定的,比如铝电解电容,钽电容一般都是容量大。薄膜电容,陶瓷电容都是容量比较小的电容。
所以常见的音响分频器就是很好的例子:如果想要低音喇叭发出20Hz到200Hz的声音,低音喇叭需要在喇叭线路串联一个大电容(可能在200uF只允许20Hz以上的频率通过)和一个大电感(不允许200Hz以上的频率通过),高音喇叭串联一个小的电容(几uF的电容允许600Hz以上的频率通过),可以不串联电感了因为20kHz已经超过纸盆喇叭振膜的震动范围了,如果要串就串一个非常非常小的只有几nH的电感限制20kHz以上的频率通过。
电容就是充放电啊!你可以这样做实验,把一个无极电容与交流表与电压表串联,电压表与电容并联,把电路接入直流电,刚接入时电流表由读书大慢慢变为零,电压表读数由零渐渐变为电源电压,这个过程的快慢时间取决于电容与电阻的乘积,这就是电容的充放电原理。如果你立即把这个电路与电源反接,电流表会达到刚正接时的(负)两倍,然后变为零,电压表会由电源电压变为零然后回到(负)电源电压。因为反接电路时电容相当于一个电源了。这就是电容的充放电原理
电容不是通过交流电流,而的靠充电和放电,充电和放电的电流方向是相反的,在正弦交电中,它的规律是,放电到充电—反向放电到充电,一次放电到充电是一个pi度,反向充放一次又一个pi度,这样完成一周的通过。
电容通交流阻直流的奥秘,电容通交流阻直流的微观解释