提起電容,它有一個非常重要的特性,那就是可以隔直流通交流,結論大家都知道,但原理能搞明白的人真的很少,今天我們就詳細講解一下電容為什么隔直通交?我們用實際的電路來為大家講解清楚相關的原理。
1、電容器隔直流的原理
如上圖(a)電路所示,本電路是一個直流電路,電容器直接與直流電源連接,當開關S閉合后,直流電源開始對電容器充電。充電的途徑是:電源正極→開關S→電容器的上極板獲得大量正電荷→通過電荷的排斥作用(電場作用),下極板上的大量正電荷被排斥流出形成電流→燈泡→電源的負極,有電流通過,燈泡亮。隨著電源對電源器的不斷充電,電容器兩端的電荷越來越多,兩端的電壓越來越高,當電容器兩端電壓與電源電壓相等時,電源不能再對電容器充電,無電流流到電容器上極板,下極板也就無電流流出,無電流通過燈泡,所以燈泡熄滅。
所以從上面的整個過程可以明顯得出一個結論,在剛開始的時候,直流可以對電容器充電而通過電容器,不過這個過程極短,特別是容量小的電容器,充電結束后,直流就無法通過電容器,這也就是為什么說電容器隔直流的原因。
2、電容器器通交流的原理
在上圖(b)電路中,我們的電源變成了交流電源,由于交流電的極性是經常變化的,所以電路中的電流電壓的極性也是經常變化的,上一段時間是上正下負,下一段時間極性會變成下正上負。當開關S閉合后,當交流電極性是上正下負時,交流電源從上端輸出電流,該電流對電容器充電,充電途徑是:交流電源上端→開關S→電容器→燈泡→交流電源下端,有電流通過燈泡,燈泡發光,同時交流電源對電容器充得上正下負的電荷。
當交流電源的極性為成上負下正時,交流電源從下端輸出電流,它經過燈泡對電容反充電,電流途徑是:交流電源下端→燈泡→電容器→開關S→交流電源上端,有電流經過燈泡,燈泡發光,同時電流對電容器充得上負下正的電荷,這次充得的電荷極性與先前充電電荷極性相反,它們相互中和抵消,電容器上的電荷消失。當交流電源極性重新變成上正下負時,又可以對電容器充電,以后不斷重復上面的過程。
從上面的過程描述可以看出,由于交流電源的極性不斷變化,電容器的充電和反充電(中和抵消)交替進行,從而始終有電流流過電容器,這就是電容器為什么可以“通交”的原理。
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