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串聯和并聯電容提高電壓和增加容量

時間:2020-11-14 22:05來源:海獵人

 串聯和并聯電容

和電阻類似,電容也可以串聯和并聯,但是計算方法會有一點不同。圖A-25展示了串聯連接的電容。

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 A-25 串聯連接的電容

當電容連接在串聯網絡中時,總容值會小于網絡中最小的電容值(而串聯總電阻是將各阻值相加)。結果相當于減小網絡中電容的極板面積,從而減小了總的電容值。計算公式如下:

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并聯電容如圖A-26所示,它們的總容值等于網絡中所有電容容值之和。這相當于增加總極板面積,從而增加了總電容值。

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圖 A-26 并聯連接的電容器

注意,串聯電容用除法,串聯電阻用加法。同理,并聯電容用加法,并聯電阻用除法。

2. 電容耦合

在直流電路中,電容相當于開路,但在交流電路中,由于交流信號會交替為電容的極板充放電,所以電容允許交流電通過。圖A-23顯示了電容連接到交流電源上充放電的情景,而圖A-27則用更完整的電路詳細解釋了這個概念。

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 A-27 電容的阻直流特性

A-27中有幾個地方值得注意。圖中有一個交流電源和一個直流電源(例如電池)。第一點是同一條導線上可以同時通過交流電和直流電(此情況在電路中很常見)。第二點是交流信號會加在直流信號上,交流信號的過零電平就是直流信號的最大電平。這通常稱為直流偏移 或直流偏置 ,根據使用環境而定。

注意,在圖A-27中,你可以測量R 1 兩端交-直流信號的復合值,但是電容C 會阻擋直流信號,只允許交流信號通過,所以在R 2 兩端只能測得交流信號。我們忽略了電阻和電容之間的相互作用,它會影響不同頻率下電路的響應特性。以下小節中關于RC電路和電抗的內容會涉及這些問題。

還要注意的是,當直流偏移或偏置存在時,交流波形在0度、180度或360度就不再有真正的過零點。為了檢測并利用過零點,必須去除直流偏移。直流偏移還會使雙極性電路出現故障,這種電路在電源的V +V -之間擺動 ,例如運放或音頻放大器。實際上,直流偏移出現在直接耦合音頻放大器的輸入處,會導致揚聲器的音圈燒壞,這是因為大多數揚聲器的音圈并不適合持續工作,而直流偏置電壓會使線圈保持通電,從而會造成線圈過熱,最終燒壞。

因此,音頻電路中常用到電容耦合,因為音頻電路的主要目的就是對交流信號(即音頻信號)進行放大、濾波或修改。為了處理多余的直流偏置,人們就在輸入階段及處理或放大階段添加電容,以阻斷不需要的直流信號,只通過音頻交流信號。同樣的方法也適用于輸入或輸出階段的直流信號使電路飽和、不穩定或在輸出中引入失真的情況。

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