电容电感特性的理解

04730电子技术基础 · 语雀

在前面，我们提到过电容元件具有隔直通交，通高阻低的特性，电感元件具有隔交通直，通低阻高的特性。那么如何理解这两句话呢？下面我们一一剖析

电容元件的隔直通交，通高阻低的特性

隔直特性：电容元件具有“隔直”的特性，即它能够阻止直流电流通过。这是因为在直流电的情况下，电容元件两端的电压不能突变，所以当直流电流加到电容元件上时，电容元件的另一端会出现一个与原电动势相反的电动势，从而阻止电流通过。
通交特性：电容元件具有“通交”的特性，即它能够让交流电流通过。这是因为在交流电的情况下，电流会不断变化，电容元件两端的电压也会不断变化，由于电容元件的充放电特性，交流电流可以比较容易地通过电容元件。
通高阻低特性：当交流电的频率越高时，电容元件对交流电的阻抗就越低，即交流电越容易通过电容元件。这是因为在高频情况下，电容元件的充放电速度更快，交流电的变化速度也更快，所以阻抗就变得更低。
应用方面：电容元件的隔直通交和通高阻低的特性使得它成为电子电路中非常重要的元件之一。例如，在电源电路中，电容元件可以用来滤波，将直流电源中的交流成分滤除；在音频电路中，电容元件可以用来耦合信号，将不同电路之间的信号传递过去。

前面我们由i=dq/dt,q=Cu两个公式得到电容的伏安（u-i）关系为微分关系，既

从这个公式可以看出，电流i与电压的变化率du/dt成正比。

当电压变化率较大时，电流也会相应地增大；而当电压变化率较小时，电流也会相应地减小。电容C的大小决定了电流的最大值，即电容越大，能够承受的电压变化率越大，从而产生的电流也越大。

因此，对于一个给定的电容C，当输入的电压信号频率越高时，电压变化率就越大，从而产生的电流也就越大；而当输入的电压信号频率过低时，电压变化率就较小，产生的电流也就较小。

所以，从这个公式上可以理解为，当电容对输入信号的频率越敏感时，其隔直通交的特性就越明显。

也就是说，在低频时相当于一个隔断，而在高频时相当于一个通路，体现了其通高阻低的特性。

隔交通直特性：电感元件具有“隔交通直”的特性，即它能够阻止交流电流通过，而让直流电流通过。这是因为在交流电的情况下，电流会不断变化，电感元件会产生一个反电动势，这个反电动势与原电动势相反，从而阻止电流通过。而在直流电的情况下，电流不会变化，所以电感元件不会产生反电动势，直流电流可以顺利通过。
通低阻高特性：电感元件具有“通低阻高”的特性，即它能够让低频交流电流通过，而阻止高频交流电流通过。这是因为在低频情况下，电感元件的自感现象不是非常明显，所以低频交流电流可以比较容易地通过电感元件。而在高频情况下，电感元件的自感现象和互感现象都比较明显，所以高频交流电流通过电感元件时会遇到较大的阻抗。
应用方面：电感元件的隔交通直和通低阻高的特性使得它成为电子电路中非常重要的元件之一。例如，在电源电路中，电感元件可以用来隔离直流电源和交流电源之间的相互干扰；在音频电路中，电感元件可以用来降低高频噪声的干扰等。