來源：一博科技 時間：2018-11-19 類別：微信自媒體

作者：陳亮   一博科技高速先生團(tuán)隊隊員

說起電容，想必大家都不陌生，大到衛(wèi)星航母，小到智能手環(huán)，電路里處處離不開電容，電路中的電容形態(tài)各異，發(fā)揮的作用也各不相同。最常用的功能可能要數(shù)儲能，濾波和耦合了。記得最早接觸電容還是高中那會，物理老師給我們講電容和電容器，電容的特性就是隔直通交。當(dāng)時我和小伙伴那叫一個一臉懵逼，兩個極板中間明明是絕緣的真空，電流到底是怎么流過絕緣的真空的？今天我們就來看看電流到底是怎么流過絕緣介質(zhì)的。

看到這屏幕前的小伙伴想必也懵逼了，難道我點錯了，這里不是要講隔直通交嗎？親，你沒有迷路，這里就是隔直通交會場，請稍安勿躁，待我翻開筆記慢慢道來。

電容顧名思義就是能存儲電荷，那怎樣才能存儲電荷呢？首先得有兩塊金屬導(dǎo)體，中間是絕緣電介質(zhì)，介質(zhì)可以是空氣、可以是真空、也可以是FR4等等。看到這，熟悉PCB的各位小伙伴是不是想起了啥？沒錯，PCB中的導(dǎo)體間同樣會構(gòu)成電容，典型的就是相鄰的電源平面和GND平面，相鄰的信號線等。

當(dāng)然構(gòu)成電容的兩導(dǎo)體間的距離不能太遠(yuǎn)，都說距離產(chǎn)生美，合適的距離可以讓人只會關(guān)注她的美麗，但是如果遠(yuǎn)到看不見，哪里還看得到美，電容也是這樣。

在兩個導(dǎo)體上面加上電壓時，兩導(dǎo)體上就會存儲電荷，效果如下圖。
 
如上圖演示效果：在電容沒有被施加電壓的時候，兩端的自由電子數(shù)量沒有變化，兩端導(dǎo)體是呈中性的，如果給電容施加電壓，電容一端會聚集比平時更多的自由電子，此端導(dǎo)體呈負(fù)電極，另一端導(dǎo)體失去大部分自由電子，此端導(dǎo)體呈正電極。


就這樣一個導(dǎo)體上增加電荷，并從另一個導(dǎo)體取出電荷，看起來就像把電荷加到一個導(dǎo)體上，而這些電荷又從另一個導(dǎo)體上流出。所以當(dāng)電壓變化時，就有等效電流流經(jīng)電容器。


舉個栗子：
 
電容器相當(dāng)于一個中間有橡膠隔膜的管子，橡膠隔膜相當(dāng)于電容器內(nèi)部的介質(zhì)，分開的兩部分相當(dāng)于電容器的兩極板，如果管子兩端不受壓力時（相當(dāng)于不加電壓），被分開的兩部分含有相同的水量（相當(dāng)于自由電子），一旦管子受到了壓力（一端加電壓），上面腔體中的壓力就會增加，橡膠隔膜向下膨脹，使水從下面腔體流出 ，盡管水流沒有經(jīng)過橡膠隔膜，但是橡膠隔膜迫使水從下面腔體流出，就像電流從電容器流出一樣，這就是電容的等效電流。
 
說到這，相信大家應(yīng)該明白等效電流到底是怎么來的了?？蓡栴}又來了，我知道了等效電流怎么產(chǎn)生的，但是怎么知道等效電流有多大呢？大家瞄一眼下面的公式就明白了。
等效電流的計算公式：


ΔQ 電容器上電荷的變化量
Δt 電荷變化經(jīng)歷的時間
C 電容量
dV 導(dǎo)體間電壓變化
dt 電壓變化經(jīng)歷的時間

通過公式，我們可以看到影響等效電流大小的因素有兩個。

第一個因素是dV/ dt：即電壓變化率，單位時間內(nèi)電壓變化越大，等效電流也越大。

第二個因素是C：即電容量，電容量越大，等效電流越大。

電容通交流阻直流奧秘就是能否生成等效電流。（劃重點 ）因為有電壓變化的交流信號才能產(chǎn)生等效電流流經(jīng)電容，所以電容對交流信號相當(dāng)于一個短路器件。而直流信號因為沒有電壓的變化，不會產(chǎn)生等效電流，所以電容器對直流信號相當(dāng)于一個開路。

在實際的應(yīng)用中如電源的濾波電容，就是利用電容隔直通交屬性，對直流電源開路，對高頻噪聲短路，將高頻噪聲短路進(jìn)GND， 在不影響直流電源的情況下去除了噪聲，使電源更干凈。
 

耦合電容更是將隔直通交屬性表現(xiàn)的淋漓盡致，阻斷前后級的直流分量，只允許交流信號通過。更多應(yīng)用就不在這里一一列舉了，高速先生也寫過很多電容應(yīng)用方面的文章，有興趣的小伙伴可以查閱。