电容的作用

电容常见的作用包括：

• 降压
• 滤波
• 延时
• 耦合
• 旁路

下面就详细用例子讲解一下不同场景下的作用。以及原理。

降压

比如在这个电路中，小灯泡的工作电压是 10V， 电阻是100欧，
而我们的电源是 220v 的交流电。
如果把 220V 的交流电直接加在小灯泡上，肯定会烧毁。
此时，如果我们给她串联一个电容，让这个电容承担 210V 的压降。
小灯泡就能正好工作在 10V 的电压下。

问题的关键是如何让电容承担 210V 的电压呢？

我们知道电阻对电流有阻碍作用。
而电容也一样。
它有容抗，
这个是容抗的计算公式。

它的容抗只跟 频率 和 电容容量 有关。

比如频率是 50HZ， 而容值是 1uf。
则这个电容的容抗是 3200欧。

根据 串联分压原理。
因为他们的电压比是 21:1，所以对应的阻抗比也应该是 21:1。
进一步，可以求出来它的容抗应该是 2100欧姆。

带入公式，可以求出对应的电容容量是 1.5uf。

也就是当电容容量为 1.5uf 时，电容分压 210V，而小灯泡 10V，正好可以正常工作。

还有就是当我们断电之后，电容上的电压还是很高的。
为何防止人体触电，一般都是给这个电容并联一个 100万欧姆的电阻。

这样断电之后，电容上的电就会通过电阻释放。

电容在这个电路中的容抗是 2100欧姆。
那是不是可以用一个 2100欧姆的电阻替代这个电容呢？

如果是电流很小的话。直接用电阻分压也是可以的。
但是电阻是消耗有功功率的。存在发热问题。

而电容消耗的是无功功率。几乎不消耗能源。还不发热（发热很小）

滤波

说完降压，我们再来说滤波就很容易理解了。
因为滤波本质上也是利用了电容的降压的功能。

这是一个高通滤波器。
电阻的阻值是 1000欧姆，电容的容量是 1uf。
如果我们给他输入一个10V 的直流电。

我们再来看电容的容抗。
因为直流电的频率是0，所以他的容抗是 无穷大。
根据串联分压原理。

此时10V 的电压几乎都施加在了电容上。
而电阻上的电压接近于0V。
所以，它最后输出的就是 0V。
所以，低频是没法通过电容的。

然后我们再看高频信号。
如果给它输入一个频率无穷大的交流电。
根据容抗的计算公式。
此时它的容抗几乎为0。而电阻的阻值是 1000欧姆。
此时 10V电压几乎全部施加在了电阻身上。
它的输出也接近 10V。
高频几乎可以全部能通过。所以叫它 高通滤波器。

随着频率的升高，电容的容抗是越来越低的。
所以，它的输出电压越来越高。

这个图反应了频率和幅度的关系。
比如当频率等于 0Hz 时，它的输出电压几乎接近0V。
而当它处于截止频率 Fc 的时候。
它的输出信号的幅度可以达到输入信号的 70%
如果是更高的频率，它的输出信号的幅度也会更高。

这就是高通滤波器的作用。
它并没有把低频信号完全滤除。
只是把低频信号的幅度给削减的多一些。而高频信号削减的少一点。

延时

第三个作用是延时。

当我们给这个电容充电时。
他的充电曲线是这样的。从电压的 10% 充电到 90%。
需要的时间是 2.2倍的 RC。

比如我们给单片机的波形是这样的。
如果我们想要高电平有一个小小的延时。
就可以利用这个RC延时电路。
通过选取合适的RC值，就能实现我们想要的延时。

耦合

第四个作用是耦合。
比如在这个电路中。电容滤除了的直流成分，而让交流信号传递给后级电路。
他此时实现的就是耦合的作用。
能通过耦合电容的是有用的信号。

旁路

第五个作用是旁路
旁路电容和耦合电容非常相似。
这个应用的非常广泛。
耦合电容滤除的是低频信号。
而旁路电容滤除的是高频的交流信号。
比较常见的是，当我们给一个芯片供电时，习惯性的都会在电源和地之间加一个 0.1uf 的小电容。

对于高频的干扰信号，会通过这个小电容流向地。
从而使芯片免受高频信号的干扰。

还有就是，旁路电容一般都紧靠着芯片。
如果距离芯片太远的话，效果将大打折扣。
因为距离太远的话，这一段导线可能会受噪声、电磁干扰的影响。继续产生高频信号。进而干扰芯片。

所以一般这个芯片旁边的旁路电容必须紧靠着芯片。
至于这个旁路电容到底怎么选。最好的办法还是参考数据手册。
这是 4266的数据手册。

他上面推荐的是加两个旁路电容。
除了一个 0.1uf 的旁路电容。同时还并联了一个 1uf 的电容。
而且容量小一些的一般得更靠近芯片。