为什么要使用电容器?


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为什么需要将电压存储在电容器中一段时间​​?我一直认为电路在通电时会工作,而在断电时会停止。

为什么整个电路不能抽空电容器?如果要用于存储,为什么不只使用触发器呢?


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两个字: 时间旅行
James McNellis

如果您可以把手放在一对夫妇上,请告诉我。

是呀当然。我订购了Arduino开发板。他们一直推迟到他们获得Uno董事会股票为止。我在等。
user1424

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希望我们能为您提供帮助,我建议您将用户名更改为实际名称,而不是自动生成的名称。
Kortuk

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您所描述的电源线上的电容器称为“旁路电容器”或“去耦电容器”。 en.wikipedia.org/wiki/Decoupling_capacitor 电路中还有许多其他用途的电容器。
endolith

Answers:


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如果您只想构建数字电路,并且无论电压源汲取了多少电流,电压源实际上都能保持恒定电压,并且没有产生电气噪声,那么您就不需要电容器。

但是,当您从电压源汲取电流时,它们就会下垂。电动机电刷(以及许多其他组件)会产生可怕的尖峰电压,您希望将其从数字电路中滤除。有些人还处理模拟电路,其中电压和电流信号在很大范围内连续变化。对于这种时变电路,需要电容器。


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当您发布您的文章时,我差不多完成了,并且由于我走了一个稍微不同的方向,所以我仍然发布了它。我们以不同的方式说了同样的话,为您+1。
Kortuk

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为您,先生!
2010年

弄清寄生成分将解释大部分影响。
XTL

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数字电路可能特别糟糕,但总的来说,您试图使电源轨保持直流电源。大多数电路突然从电源导轨上取电时,如果电源导轨因浸入而做出反应,将不会太高兴。

随着速度的提高,电感比电阻引起更大的问题。电容器充当非常紧密的电源。您从电容器中拉出高速电源,电源将缓慢为电容器充电。

正确完成后,一切都会按规格进行。当制作商业产品并且做得不当时,您会得到一个产品,它具有非常奇怪的错误,通常与高负载相关,因为电压会真正下降(sags =低于所需的水平)。在最坏的情况下,高速信号会通过您的电源线,而FCC不会批准您的产品,因为它会散发高频能量。


在第二段中,您是说要使电容器在物理上(几何上)接近高频分量才能获得功率吗?如果不存在怎么办?噪音或下垂?(上下文:我想在下个月的业余爱好者项目中使用一些无线电,并且我试图尽快了解所涉及的问题。我希望使用带有内置无线电的微控制器来进行一些低功率传输,也许RFID样式,基本上每小时只有几千字节。我是否需要了解这种电容器的使用?)
Jack Schmidt 2010年

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我的意思是电气关闭。这意味着零件之间的标尺距离可能很短,但是如果导线在6英寸的导线下方弯曲,则可能会出现问题。这将同时引起噪音和下垂。距离较远的电容器芯片会出现下垂问题(可能很小,请参见数据表),但当它们之间充当天线时,会在它们之间的导线上引起噪声。
Kortuk

太好了,谢谢!我仍在收集足够的信息来提出一个合理的问题。浏览DigiKey和Mouser的目录并阅读5美元芯片的数据表,就像阅读科幻小说一样。我正在尝试通过阅读我们的本科EE课程的教科书来加快速度,但是我还没有弄清楚如何获得实验室经验。
杰克·施密特

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电容器还广泛用于振荡器滤波器定时电路中,因为它们的充电速率和放电速率可以精确计算。

RC电路中,时间常数的值(以秒为单位)等于电路电阻(以欧姆为单位)和电路电容(以法拉为单位)的乘积,即R×C。电容器通过电阻器达到充满电的63.2%;或将其放电至其初始电压的36.8%。这些奇特的百分比是从数学常数e(2.71828,自然对数的底数)得出的,分别为1 − 1 / e和1 / e。

振荡器和定时电路通常用于数字系统中,以提供频率发生器和定时。振荡器和滤波器通常存在于模拟电路中,即音频或射频(RF)。


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这是使用上限的一个主要主要原因,但是从一个新手到从事数字技术的电路领域,我敢打赌它们都是去耦上限。
Kortuk

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这就是为什么我从“电容器被广泛使用...” 开始的原因。如果他刚开始涉足电子领域,他将再次遇到电容器。
tcrosley

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我并不是要暗示您错了,我只是在发表评论,供他人阅读,并指出我非常同意您的回答。
Kortuk

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电容器在工业电气工程中最流行的应用之一是提供功率因数校正。电容器存储能量并在交流配电网络上的每个周期释放能量,以补偿高电感负载(例如电动机)汲取的电流“滞后”于施加电压的事实。这会导致配电网络上的功率因数变差,这通常意味着无法将网络资产用于其视在功率等级。

通过使用功率因数校正,对于电感性负载,这意味着将电容器切换到供电网络中,可以将功率因数增加到接近于1的水平,这意味着诸如大型变压器之类的网络资产不需要不必要地过大。

而且,大多数电力供应机构将对功率因数非常差的用户进行处罚,因为他们通常承担尺寸过大和利用率不足的配电资产的额外费用。因此,对于大型工业用户而言,经济上会鼓励他们安装功率因数校正设备。

在将交流电整流为直流电时(例如:在变速驱动器或逆变器电路的输入级中),电容器还可以用来滤除纹波。

此外,电容器还用于“放大”直流电源(例如:将5VDC电源转换为输出9VDC)。这些被称为“斩波器”电路。


斩波电路?我知道它们是泵充电电路。
m.Alin,2012年

泵充电听起来合理,但我知道它们是倍压电路。
Autodidact

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你好,user1424,您似乎在问很多有关电子方面的问题。我可以建议您找到一本好书,例如Horowitz和Hill撰写的“电子艺术”,并通读一本好书。


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电子艺术不是最容易阅读的。
Kortuk

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但是,这里充满了东西<3
XTL

我认为这很了不起,只是警告。
Kortuk

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为什么整个电路不能抽空电容器?

有时会画出不带电容器的电路,这是因为它们隐含在每个逻辑电源引脚上。显然,如果使用EDA工具,则它们必须位于原理图上的某个位置(通常在某个角处消失),但是这意味着每个引脚上至少要有一个(多个电容可以覆盖更宽的频率范围),并且尽可能关闭。

对于原型- 尤其对于原型-旁路电容器更为重要。导线球中的电感通常会比正常情况大得多。即使您的开关频率很低,边缘的频谱含量也可能非常高。



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去耦电容器有多种用途。首先,它们是防止电源变化的保护措施。如果电容器没有出现倾角,则可能会使整个电路复位。同样,电路的某些耗电部件在工作期间可能会导通和关断。接通也会产生骤降。一个地方突然需要大量电流,这意味着它在其他地方不再可用。电容器是一个缓冲存储器,可确保在这些开关时刻为所有组件提供足够的电流。


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电容式触摸屏(例如iPhone中的触摸屏)就是一个很好的例子。

电容式触摸屏使用一层电容材料来保持电荷。触摸屏幕表面会导致屏幕静电场变形,从而产生电压降,可以通过电容变化来测量电压降。电压降的此精确位置由控制器拾取,并传输到处理器。

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