如果在另一个电容器的极板之间放置一个电容器怎么办?


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根据:是否有双变压器?

http://i.stack.imgur.com/xY7KD.gif

在我看来,另一个电容器内部的电容器图片似乎可行。如果变压器是两个具有共同磁场的电感器,则其双重将是两个具有共同电场的电容器。电压传递比将是两个电容器的相对电容的函数,再次类似于变压器和相对匝数。

这样完成了吗?如果没有,为什么不呢?它只是不传递能量,还是会起作用,但某种程度上效率低下?尺寸?速度?热?

以此方式实际构建的电容器的特性是什么?


如果C1上的板间距相对于板的尺寸足够小,那么您的陈述的一个缺陷就是“公共电场”,那么C1内部的电场不会受到主电场的过度影响。总电场将受边缘影响,特别是因为导体的存在会产生等电位。即使在间隙中放置一块电介质,电介质内部的电场也会与外部的电场不同。
占位符

Answers:


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我认为这种电容器没有什么不同:

原理图

模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图

这真的不像是变压器。在理想变压器中,,与频率无关。从简单的AC分析可以看出,情况并非如此。在高频下,C2使R1短路,因此,。V1个=ñV[R1个FV[R1个0V


经过近一年的沉思,我才意识到菲尔是完全正确的。我询问的设备与此处绘制的电路Phil之间的差为零。如果有人对进一步的想法感兴趣,我已经回答了有关变压器对偶的原始问题。electronics.stackexchange.com/a/115581/7523
Stephen Collings,2014年

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为了理论讨论的目的,让我们假设您的外部电容器由通过电压源连接的两个平行板组成,内部电容器由通过电阻器连接的两个平行板组成(这是您的图中所示的内容,但请大声说出)。

直流分析:

首先,我们需要了解直流条件下会发生什么。

想象一下,将外部电容器充电到某个电压,并且将内部电容器插入外部电容器的极板之间时,其两端的负载电阻电压为零。现在我们想知道当系统达到稳态时内部电容器会发生什么?

很明显,流经负载电阻的电流必须为零(否则就不保存电荷)。这意味着内部电容器的极板之间没有电位差。这又意味着内部电容器内部没有电场。这是否意味着其板上没有电荷?答案是否定的-通过负载电阻发生电荷转移,转移的电荷积聚在板上并中和外部电场。

从直流分析中可以看出,内部电容器的极板与通过负载电阻器的感应电流之间存在电荷转移。

AC分析:

从上面的讨论中我们知道,一旦内部电容器上的感应电荷没有中和外部电场,就会产生感应电流。这意味着,如果外部磁场振荡,内部电容器上的电荷也会振荡。这会产生通过负载电阻的振荡电流。

显然,感应电流的大小将与振荡电场的大小成比例。

同样清楚的是,它将与内部电容器的面积(忽略电场的边缘),极板之间的间距以及极板之间的介电常数成正比。这三个等效于说感应电流将与内部电容器的电容成比例。注意:当内部电容器在物理上小于外部电容器时,这是正确的。

注意,由于负载电阻,电荷转移不是瞬间的,而是遵循常规电容器的特性,其时间常数为RC。这意味着该系统存在固有的低通行为。

结论:

您是正确的-此设置可用于传输能量。

为什么不使用它?好吧,我只能在这里推测。我的猜测是:

  • 假设外部电容器和内部电容器的电介质相同,则此设置仅可用于降低电压。
  • 固有的低通行为可能是不希望的。
  • 电容器面积的控制比电感器中绕组数的控制更为复杂。
  • 确保初级磁场的几乎100%通过次级绕组非常容易。电容器和电场会使情况更加复杂。
  • 为了提高效率并减小物理尺寸,您希望电容器变薄(极板之间的间隙很小),但这会导致击穿电压降低。

而且我敢肯定还有更多原因。另外,我完全确定在某些专门应用程序中使用了此技术。

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