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電容分壓器工作原理
更新時(shí)間:2023-10-17 瀏覽次數(shù):1091
電容分壓器工作原理:
電容分壓器因?yàn)橄鄬?duì)普通電阻式分壓器的耐壓強(qiáng)度大,不易擊穿,一般用來(lái)測(cè)量交流高壓。但由于其頻響效應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間值比電阻分壓器大,所以在沖擊電壓的測(cè)量中比電阻分壓器用的少,對(duì)于特高沖擊電壓的測(cè)量經(jīng)常用阻容分壓器。用于測(cè)量沖擊電壓。
電容分壓器由高壓臂電容C1和低壓臂電容C2組成。電容分壓器利用電容分壓原理實(shí)現(xiàn)電壓變換,將高壓分為低壓并進(jìn)行A/D 變換,經(jīng)電/光轉(zhuǎn)換耦合進(jìn)行光纖傳輸, 傳至信號(hào)處理單元進(jìn)行光/電轉(zhuǎn)換,經(jīng)微機(jī)系統(tǒng)處理輸出數(shù)字信號(hào)或進(jìn)行D/A 轉(zhuǎn)換輸出模擬信號(hào)。其工作原理如圖所示:
實(shí)用電路中不只是電阻器可以構(gòu)成分壓電路,其他許多元器件都可構(gòu)成分壓電路,在交流電路中也有用電容構(gòu)成的分壓電路。
如上圖所示是電容分壓電路。電路中,Cl和C2構(gòu)成電容分壓電路,Ui是交流輸入信號(hào)電壓,Uo是輸出信號(hào)電壓,輸出信號(hào)電壓取出電容C2上。
電阻分壓電路是各種分壓電路中最基本的電路,分析電容分壓電路等時(shí)可以運(yùn)用分析電阻分壓電路的基本思路和方法,再借助電容器的具體特性進(jìn)行個(gè)性分析。
關(guān)于電容分壓電路的分析思路和方法說(shuō)明下列幾點(diǎn):
(1)由于電容的隔直特性,所以這一分壓電路不適合于直流電路。
(2)電容分壓電路的信號(hào)輸入、輸出方式與電阻分壓電路一樣,電路分析的方法相同,電阻分壓電路的分析方法是各種形式分壓電路分析方法的基礎(chǔ)。
(3)進(jìn)行輸出電壓大小分析時(shí),運(yùn)用等效理解方法,見電路右側(cè)的等效電路,電容Cl和C2的容抗分析用兩只電阻來(lái)等效,這樣電容分壓電路就等效成電阻分壓電路,可以用電阻分壓電路中分析輸出電壓大小的方法來(lái)分析。
(4)等效電路的分析中關(guān)鍵是容抗大小的理解,這里需要了解電容容抗的有關(guān)特性,容抗與頻率成反比,容抗與容量成反比。不了解容抗與頻率、容量之間的關(guān)系就無(wú)法進(jìn)行這種等效分析,許多初學(xué)者電路分析中遇到困難也是出于對(duì)這些基本知識(shí)和概念的掌握不全面、不扎實(shí)。
(5)流過(guò)電容分壓電路各電容的信號(hào)頻率相同,這樣進(jìn)行等效電路分析時(shí)只需要考慮C1、C2的容量大小對(duì)容抗的影響。如果C1的容量等于C2的容量,那么C1和C2的容抗相等,即等效電路中的R C1、R C2相等,由前面電阻分壓電路特性可知,此時(shí)輸出電壓Uo等于輸入電壓Ui的一半;當(dāng)電容C1的容量大于C2的容量時(shí),C1的容抗R C1小于C2的容抗RC2,此時(shí)輸出電壓Uo大于輸入電壓Ui的一半。
(6)分壓電路其實(shí)質(zhì)是為了將較大的輸入信號(hào)電壓適當(dāng)衰減,得到一個(gè)比輸入電壓小的輸出電壓。在交流電路中,分壓電路是用來(lái)將輸入的交流信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p,可以采用電阻分壓電路實(shí)現(xiàn)這一電路功能,為何又要采用電容分壓電路?因?yàn)殡娮鑼?duì)信號(hào)存在損耗,而電容在理論上對(duì)信號(hào)能量不存在損耗,所以在一些交流信號(hào)電路中,特別是高頻信號(hào)電路中采用電容分壓電路而不用電阻分壓電路。
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