详解电容器隔直通交特性 详解电容器隔直通交特性

在分析电容交流电路时，采用充电和放电的分析方法是十分复杂的，且不容易理解，所以要采用等效分析方法，这种分析方法很简单，电路分析中大量采用，必须牢牢掌握。

电容器C1两极板之间绝缘，交流电流不能直接通过两极板构成回路，只是由于交流电流的充电方向不断改变，电路中才有持续的交流电流流过，等效成C1能够让交流电流通过。

实际上交流电流并不是从两极板之间直接通过，电路分析中为了方便起见，将电容器看成是一个能够直接通过交流电流的元件，如图1-28所示。

图1-28 电容通交流等效理解示意图

隔直通交特性就是电容器的隔直特性与通交特性叠加。

电容在直流电路中，由于直流电压方向不变，对电容的充电方向始终不变，待电容器充满电荷之后，电路中便无电流的流动，所以电容具有隔直作用。

电容器的隔直和通交特性往往联系起来，即电容器具有隔直通交特性，图1-29所示是电容器隔直通交特性示意图。

图1-29 电容器隔直通交特性示意图

输入信号Ui是一个由直流电压U1(图中虚线)和交流电压U2(图中实线)复合而成的信号，U1和U2相加得到输入信号Ui波形。电路分析过程中，借助于信号波形能够方便地理解电路的工作原理。

直流电压U1和交流电压U2相加的理解过程可以分下列几个时刻(见图中输入信号Ui波形)。

t0时刻Ui等于U1，U2为0V，U1 U2=U1，Ui波形为U1。

t1时刻U1仍为U1，U2为正峰值，Ui波形为U1加上U2(正峰值)，此时Ui为最大值。

t2时刻因为U2为0V，所以Ui大小为U1。

t3时刻U2为负峰值，所以此时Ui为U1减去负峰值，Ui为最小。

t4时刻两信号电压相加情况与t0时刻相同。

重要提示

通过波形分解可知，Ui所示的信号波形由一个直流电压U1和一个交流电压U2复合而成，这为下一步的电路分析提供了很大的帮助。

输入信号Ui加到电路中，分析分成直流和交流两种情况进行。

(1)直流电压U1加到电路中的分析。由于电容C1的隔直作用，直流电压不能通过C1，因此在输出端没有直流电压，这是电容器的隔直特性在电路中的具体体现。

(2)交流电压U2加到电路中的分析。由于电容C1具有通交作用，Ui信号中的交流电压能够通过电容C1和电阻R1构成回路，在回路中产生交流电流，流过电阻R1的交流信号电流在R1两端的交流电压即为输出电压Uo。

所以，输出信号Uo中只有输入信号Ui中的交流信号成分U2，没有直流成分U1，这样就实现了隔直通交的电路功能。