電容串聯電路的分析解說

如圖是電容串聯電路,電容串聯電路的電路形式與電阻串聯電路一樣。電路中,電容C1和C2串聯。如果將電容器的容抗用電阻的形式來等效,可以畫成等效電路,R1和R2串聯電路,電容串聯電路的一些基本特性與電阻串聯電路一樣,但由於電容器的基本特性與電阻器的特性有所不同,所以電路的工作原理也有所不同。

電容串聯電路的分析解說

1. 電流特性解說

由於電容的隔直作用,所以該串聯電路不能通過直流電流。

根據串聯電路的特性,流過各串聯電容的電流相等,這一點與電阻串聯電路一樣,也是各種元器件串聯電路的共同特性。由於流過各串聯電容的電流相等,所以無論串聯電路中的電容容量是多大,每隻串聯電容所充到的電荷量都相同。

2. 電容串聯後總容量減小解說

電容串聯之後,它仍然為一隻電容器,但總的容量將減小,電容串聯電路的總電容等效電路,電容串聯電路的總電容等效成一隻電容C。電容串聯電路中,各電容串聯後總電容的倒數等於各串聯電容的倒數之和,即這一點與電阻並聯電路是相同的。記住一個特殊情況,當兩個容量相等的電容串聯後,其總的電容為串聯電容容量的一半。例如,兩隻6800pF電容串聯,它的總容量為3400pF,如圖5-15所示。

雖然電容器在串聯之後總容量減小但是電容串聯電路能實現一些電路功能。

3. 電容串聯電路的電壓特性解說

電容串聯電路中,各串聯電容上的電壓(降)之和等於加在這一串聯電路上的電源電壓,即

U1+U2=U這一點也與電阻串聯電路一樣,也是各種串聯電路的基本特性。

串聯電路中,容量大的電容上的電壓降小,容量小的電容上的電壓降(電容兩端的電壓)則大,當電容C1大於C2時,電壓U1小於U2。分析電容電路時瞭解這一點對識圖過程(容量小的電容器)很重要。

電容串聯電路中容量小的電容兩端的電壓降大

記憶電容串聯電路的特性有兩種方法:

(1)參考電阻等效電路,在串聯電路中,流過各電容器的交流信號電流其頻率是相同的,由於C2容量小,所以C2的容抗就大,相當於電阻大,而在電阻串聯電路中阻值大的電阻上的電壓降大。所以,電容串聯電路中大部分電壓是降在了容量小的電容器上。

(2)利用電容器兩端的電壓計算公式V=Q/C來理解,由於是電容串聯電路,流過各電容的電流是相等的,也就是對串聯電路中各電容內所充電的電荷量相等,即C1和C2電容中的電荷相等,而電容兩端的電壓與容量大小成反比,所以C2容量小,電容C2兩端的電壓大。

有時電容串聯電路分析還需要從另一個角度來理解,當某一個電容的容量遠大於其他電容器的容量時,容量大的電容相當於通路(可理解成大電容的容抗與其他電容的容抗相比太小而可以忽略不計),此時電路中起決定性作用的是容量小的電容。


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