一文搞懂电容两端电压为啥不能突变?

一文搞懂电容两端电压为啥不能突变?

大家好,我是砖一。

我们工作学习过程中,经常会遇到的电容,对于电容的作用,可能大家一般去网上搜有很多,比如储能,滤波,旁路,去耦等等。

但是我要告诉大家的是,电容最重要的特性就是电容两端电压不能突变,上述说的这些作用也都是基于这个理论开展的。

1 电容两端电压不能突变的介绍

所谓突变,就是突然改变,我们所说的电容两端电压不能突变,是因为电容充电需要时间,所以两端电压就不能突变。

第一,只要电容进行充电或者放电,电容两端电压就会突变。

第二,特别注意的,电容两端的相对电压不能突变,但是两端相对于GND的电压可以同时突变。就是不直接接GND的电容上下两极板会突然改变。

下面以一个例子的仿真讲解一下。

2 实战讲懂电容两端电压不能突变

我们用上面这个电路讲通原理,分两个部分讲解。

(1)开关S2关闭

现象:通过仿真中的示波器可以看出,白色曲线是A点电压曲线,红色曲线是B点电压曲线,A点曲线一直是5V,但是B点电压慢慢变成0V。

解释:当S2开启时,电容上极板A点的电压从0V变成5V,下极板的电压从0V也会飙到5V,但是下方还有一个接地的R7电阻,会消耗电压,所以我们会看到下极板B点电压会缓慢的下降至0V,此时A点和B点的电位差是5V,

结论:验证了第一个理论:电容充电或放电后,两端电压才能突然改变,反之,不进行充电或者放电,两端电压无法改变。

(2)开关S2断开,S3关闭

现象:过仿真中的示波器可以看出,白色曲线是A点电压曲线,红色曲线是B点电压曲线。B点电压迅速从0V变成5V,A点曲线的电压从原先的5V变成现在的9.519V。

解释:当S2断开,S3关闭时,就相当于5V的电压直接接入B点,此时从示波器可以看到B点电压(红线部分)会直接到5V,那么A点电压是多少?根据我们之前说的理论:电容两端的相对电压不能突变,但是两端相对于GND的电压可以同时突变。在S2关闭时,此时A点是5V,B点是0V,可知A点和B点的电位差在5V,但是当S2断开一瞬间,S3关闭了,此时B点电压是5V,那么A点电压应该是10V,因为AB直接有5V电位差,5+5=10V,至于为啥是9.519V,还请各位大佬指点一下,是否是因为电阻消耗了电压,还是电容残余电压没有释放?

结论:同样的验证第二个理论:电容两端电压相对于GND的电压可以改变,即不接GND的电容突变。

好了,今天的文章内容到这里就结束了,希望对你有帮助。

铁铁,我们下一期见,如果觉得我的文章还不错,请帮忙

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