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電容電感串聯(lián)后的電容值

作者:admin 來源:不詳 發(fā)布時間:2018-01-05  瀏覽:22

  簡介:本文介紹了電容電感串聯(lián)之后的電容的大小的問題 。

  為什么把一個223電容與一個電感串聯(lián),串聯(lián)后再與一個223電容并聯(lián)。然后量這個并聯(lián)組件的電容,得出不可理解的值:多數(shù)這樣的組件的電容是44-50nF之間,但有一些是一百多nF,有一些是幾百nF(拆開后量,各個電容的值仍然是22nF)。

  電感電容串聯(lián)后,測量電容值問題。討論這個問題,用復(fù)數(shù)分析是最簡捷最準(zhǔn)確的。但這需要比較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能夠從數(shù)學(xué)式中的各個量看出其物理意義。因此本帖嘗試不用數(shù)學(xué),僅用文字?jǐn)⑹觥.?dāng)然,這樣只能進(jìn)行定性的分析,不可能準(zhǔn)確,同時比較冗長羅嗦,但可能物理意義比較清晰。

  問題中有三個元件,稍復(fù)雜一些,我們先考慮兩個元件,即一個電感和一個電容串聯(lián)。

  我們知道,串聯(lián)電路中電流處處相同。這個相同,不僅是有效值相同,而且瞬時值也相同,也就是說,任何時刻都相同。我們又知道,電感和電容中電流與兩端電壓不同相,電容兩端電壓落后于電流90度,而電感兩端電壓超前于電流90度,F(xiàn)在電感和電容中電流相位相同,所以電感兩端電壓與電容兩端電壓相位相反,也就是說,任何時刻電容和電感上的電壓是互相“抵消”的。

  感抗和容抗都與頻率有關(guān)。必定存在某一頻率,在這個頻率感抗與容抗相等。既然電感兩端電壓是感抗乘電流,電容兩端電壓是容抗乘電流,所以在這個頻率下,電感兩端電壓恰與電容兩端電壓大小相等,方向相反,完全抵消。這就是串聯(lián)諧振。

  電感兩端電壓與電容兩端電壓完全抵消,那么電流不就是無窮大了?實際上電路中總有一些電阻,所以電流不會是無窮大,但電流很大是肯定的。此時串聯(lián)電路呈純阻性,即串聯(lián)電路兩端電壓與電路中電流同相。

  如果頻率稍微降低一些怎么樣?頻率稍微降低一些,容抗變大一點,感抗變小一點,電容兩端電壓的大小稍微比電感兩端電壓的大小大一些,不能完全“抵消”,串聯(lián)電路中電流仍比較大,注意比沒有電感時要大,串聯(lián)電路呈容性,當(dāng)然不是純?nèi)菪,電路中還有一些電阻。從串聯(lián)電路兩端看,施加的電壓沒有變化,但電流比沒有電感單純是一個電容時大,好像是電容量變大了?梢赃@樣考慮:感抗“抵消”了一部分容抗,使容抗減少,從串聯(lián)電路兩端看,就好像是電容量變大了。

  應(yīng)該注意到,現(xiàn)在容抗隨頻率的變化非常快,因為現(xiàn)在感抗與容抗互相“抵消”,頻率變化一點點,“抵消”的程度就會差很多,也就是從串聯(lián)電路兩端看上去的電容量隨頻率很快變化,頻率降低一點,“看上去”的電容量就會減少很多。

  頻率繼續(xù)降低,感抗越來越小,容抗越來越大,直到感抗可以忽略,此時串聯(lián)電路中電流與只存在一個電容時幾乎相同,好像電感不存在。根據(jù)串聯(lián)電路兩端電壓和其中的電流計算電容量,與沒有電感幾乎是相同的。頻率非常低時,就可以認(rèn)為是完全相同。

  頻率從諧振頻率稍微升高一些,所有情況變得相反,現(xiàn)在電路呈感性,但感抗比沒有電容時小,從串聯(lián)電路兩端看,好像是容抗“抵消”了一部分感抗,使電感量變小了。頻率繼續(xù)升高,容抗越來越小,感抗越來越大,直到容抗可以忽略,根據(jù)串聯(lián)電路兩端電壓和其中的電流計算電感量,與沒有電容時幾乎相同。

  對于電感和電容的并聯(lián)電路,分析完全相同,只不過現(xiàn)在是并聯(lián),電感和電容兩端電壓相同,電感中電流和電容中電流相位相反,“抵消”的是電流而不是電壓。

  說句題外的話。皮爾斯振蕩電路是晶體振蕩器,晶體接在集電極與基極之間(皮爾斯當(dāng)年實際是用電子管,那時還沒有晶體管),集電極通過一個并聯(lián)諧振回路接電源,發(fā)射極接地,基極除供給偏置電流的電路外并無其它。這個電路如何能振蕩?實際上,我們知道晶體相當(dāng)于一個很大的電感,集電極上的并聯(lián)諧振回路稍有失諧,根據(jù)上面的分析,相當(dāng)于一個電容。這樣,集電極到基極是電感,集電極到發(fā)射極是電容,基極到發(fā)射極也是電容(分布電容),剛好構(gòu)成三點電容式振蕩電路(考畢茲電路),因此能夠振蕩。調(diào)節(jié)集電極上的并聯(lián)諧振回路,可以改變這個等效的電容量,從而改變反饋量,控制振蕩強(qiáng)度。所以這是個很方便使用的振蕩電路。

  根據(jù)上面的分析,還可以知道,測量電容或電感的結(jié)果,與測量時使用的頻率有關(guān)。電路中總有分布電容和分布電感,這些分布電容和電感會影響測量結(jié)果,而且在離諧振頻率比較近的地方,會造成很大的影響。因此測量電容或電感,應(yīng)該使用與實際工作頻率比較接近的頻率去測量,這樣比較能反映實際情況。

  回到前面問題。一個22nF電容與電感串聯(lián),再與一個22nF電容并聯(lián),我們已經(jīng)知道,22nF電容與電感串聯(lián)后,可能相當(dāng)于一個比22nF大的電容,也可能相當(dāng)于一個電感,這與頻率有關(guān)。一個比22nF大的電容與一個22nF電容再并聯(lián),當(dāng)然是比44nF大的電容。至于幾個不同的22nF電容測量結(jié)果相差很大,也容易理解。電容器都有誤差,與電感串聯(lián)后的諧振頻率各不相同。我們也知道,測量使用的頻率與諧振頻率差一點,可能引起“看上去”的電容量很大的變化,因此各個不同的電容器這樣與電感串聯(lián)再與電容并聯(lián),測量的結(jié)果相差很大就是很正常的了。

  讀完上面...我感覺....

  量電容一般都是通過數(shù)字萬用表...而數(shù)字萬用表的量電容方式是量電容在通過400HZ或某一頻率下的阻抗達(dá)到量電容值...而電容和電感串聯(lián)...如果頻率剛好落在這附近...就會對萬用表的讀數(shù)影響很大...所以會出現(xiàn)上述情況...

編輯:admin  最后修改時間:2018-01-05

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