电容分压器电路计算示例

在分压器电路中，电源电压或电路电压平均分布在电路中的所有元件之间，具体取决于这些元件的容量。

电容分压电路的结构与电阻分压电路相同。但与电阻器一样，容性分压器电路即使使用无功元件，也不会受到频率变化的影响。

电容器是一种无源元件，可将电能存储在金属板中。电容器有两个极板，这两个极板由非导电或绝缘材料隔开，例如称为“电介质”。

在这里，正电荷存储在一个板上，负电荷存储在另一个板上。

当直流电流施加到电容器上时，它会完全充电。极板之间的介电材料充当绝缘体，并且还反对流过电容器的电流。

这种对通过电容器的电源电流的反对称为电抗（XC） 的电容器。电容电抗也以欧姆为单位。

充满电的电容器充当能量源，因为电容器存储能量并将其放电到电路组件。

如果向电容器施加交流电流，则电容器通过其极板连续充电和放电电流。此时，电容器还具有电抗，其根据电源频率而变化。

我们知道，存储在电容器中的电荷取决于电源电压和电容器的电容。

同样，电抗也取决于某些参数，现在我们看到影响电容器电抗的参数。

如果电容器的电容值较小，则为电容器充电所需的时间较少，即需要较小的RC时间常数。同样，对于较大的电容值，RC时间常数也很高。

由此我们观察到，电容值较大的电容器具有较小的电抗值，而较小的电容值电容器具有较大的电抗值。即电容器的电抗与电容器的电容值成反比。

XC∝ 1/C

如果施加电流的频率较低，则电容器的充电时间增加，表明电抗值高。同样，如果施加电流的频率很高，则电容器的电抗较低。

由此我们可以观察到电容器的电抗与频率成反比。

最后，我们可以说，电抗（XC） 与频率 （f） 和电容值 （C） 成反比。

XC∝ 1/F

容抗公式

我们已经知道，容抗与电容器的频率和电容值成反比。因此电抗公式为

XC= 1/2πfC

这里

XC= 电容器的电抗，单位为欧姆 （Ω）

f = 以赫兹为单位的频率 （HZ）

C = 电容器的电容，单位为法拉 （F）

π = 数字常量 （22/7 = 3.142）

串联电容器中的电压分布

如果电容器串联连接，则计算电容器之间的电压分布。因为电容器根据串联中的电容值具有不同的电压值。

电容器的电抗与电流相反，取决于电容值和外加电流的频率。

所以现在让我们看看电抗如何影响电容器，通过计算频率和电容值。下面的电路显示了电容分压器电路，其中2个电容器串联在一起。

电容式分压器

串联的两个电容器的电容值分别为10uF和22uF。这里的电路电压为10V，该电压分布在两个电容器之间。

在串联连接中，所有电容器上都有相同的电荷（Q），但电源电压（VS） 对于所有电容器都不相同。

电路电压由电容器共享，具体取决于电容器的电容值。以 V = Q/C 的比率。

根据这些值，我们必须计算电抗（XC）通过使用电容器的频率和电容值来计算每个电容器。

电容分压器示例No1

现在，我们将计算上图中给出的电容器10uF和22uF的电压分布，这些电容器具有10V电源电压和40HZ频率。

10uF电容电抗，

XC1= 1/2πfC1 = 1/（23.142401010-6） = 400Ω

22uF电容电抗，

XC2 = 1/2πfC2 = 1/（23.142402210-6） = 180Ω

电路的总容抗为，

XC= XC1* YC2= 400Ω + 180Ω = 580Ω

CT= C1C2/（C1+C2） = （102210-12）/（32*10-6） = 6.88uF

X电脑断层扫描= 1/2πfCT= 1/(23.142406.8810-6) = 580Ω

电路中的电流为，

I = V/XC= 10V/580Ω = 17.2mA

现在，每个电容器两端的压降为，

VC1= IXC1= 17.2mA400Ω = 6.9V

VC2= IXC2=17.2mA180Ω = 3.1V

电容分压器示例No2

现在我们计算串联连接的电容器10uF和22uF上的压降，它们以10HZ（4000KHZ）频率的4V电源电压工作。

10uF电容电抗，

XC1= 1/2πfC1 = 1/（23.14240001010-6） = 4Ω

22uF电容电抗，

XC2 = 1/2πfC2 = 1/（23.14240002210-6） = 1.8Ω

电路的总容抗为，

XC= XC1* YC2= 4Ω+1.8Ω = 5.8Ω

CT= C1C2/（C1+C2） = （102210-12）/（32*10-6） = 6.88uF

X电脑断层扫描= 1/2πfCT= 1/(23.14240006.8810-6) = 5.8Ω

电路中的电流为，

I = V/X电脑断层扫描= 10V/5.8Ω = 1.72A

现在，每个电容器两端的压降为，

VC1= IXC1= 1.72A4Ω = 6.9V

VC2= IXC2= 1.72A1.8Ω = 3.1V

从上述两个例子中我们可以得出结论，低值电容器（10uF）将充电到更高的电压（6.9V），而较高值的电容器（22uF）将自身充电到较低的电压电平（3.1V）。

最后，两个电容压降值之和等于电源电压（即6.9V+3.1V=10V）。这些电压值对于所有频率值都是相同的，因为压降与频率无关。

在频率不同的两个示例中，两个电容器的压降相同。频率为40HZ或40KHZ，两种情况下电容器两端的压降相同。

流过电路的电流根据频率而变化。电流会随着频率的增加而增加，17HZ频率为2.40mA，频率1KHZ为72.4A，即通过将频率100HZ增加到4KHZ，电流将增加近4倍。

最后，我们可以说流过电路的电流与频率（I α f）成正比。

总结

电容器中电流的对立称为电容器的电抗（XC）。该容抗受电容值、电源电压频率等参数的影响，并且这些值与电抗成反比。

交流分压器电路将根据电容值将电源电压分配给所有电容器。

对于任何频率的电源电压，电容器的这些压降都是相同的。即电容器两端的压降与频率无关。

但是电流取决于频率，而且这两者彼此成正比。

但在直流分压器电路中，计算电容器两端的压降并非易事，因为它取决于电抗值，因为电容器在充满电后会阻止直流电流流过它。

电容分压器电路用于大型电子应用。主要用于电容式敏感屏幕，当被人的手指触摸时会改变其输出电压。

并且还用于变压器中以增加压降，其中通常市电变压器包含低压降芯片和组件。

最后要说的是，在分压器电路中，电容器两端的压降对于所有频率值都是相同的。

审核编辑：汤梓红