分壓電路可以由無功元件構(gòu)成，就像它們可以用固定值電阻構(gòu)造一樣容易，但就像電阻電路一樣，電容分壓網(wǎng)絡(luò)不受變化的影響在供電頻率下，即使它們使用的電容是電抗元件，因?yàn)榇?lián)鏈中的每個(gè)電容都會(huì)受到電源頻率變化的影響。

但在我們看一下電容電壓之前分頻器電路更詳細(xì)地說，我們需要更多地了解容性電抗以及它如何影響不同頻率的電容。

在我們關(guān)于電容器的第一篇教程中，我們看到一個(gè)電容器由兩個(gè)平行的導(dǎo)電板由絕緣體隔開，并且在一個(gè)板上具有正（+）電荷，而在另一個(gè)板上具有相反的負(fù)（-）電荷。我們還看到，當(dāng)連接到DC（直流）電源時(shí)，一旦電容器完全充電，絕緣體（稱為電介質(zhì)）就會(huì)阻斷通過它的電流。

典型電容器

電容器就像電阻器一樣對(duì)抗電流，但與電阻器以熱量形式耗散其不需要的能量不同，電容器在其板上存儲(chǔ)能量當(dāng)它在放電時(shí)充電并釋放或?qū)⒛芰酷尫诺竭B接電路中時(shí)。

電容器通過在其電路板上存儲(chǔ)電荷來抵抗或“反應(yīng)”電流的能力稱為“電抗”因?yàn)檫@個(gè)電抗與電容有關(guān)，所以它被稱為電容電抗（ Xc ），和電阻一樣，電抗也以歐姆為單位測量。

當(dāng)完全放電的電容器連接在直流電源（如電池或電源）上時(shí)，電容器的電抗最初極低且最大電流當(dāng)電容器板以指數(shù)方式充電時(shí)，電流流過電容器很短的時(shí)間。

經(jīng)過一段等于約“5RC”或5個(gè)時(shí)間常數(shù)的時(shí)間后，電容器的極板完全充滿電充電等于電源電壓，沒有進(jìn)一步的電流。此時(shí)，電容器對(duì)直流電流的電抗在兆歐區(qū)域達(dá)到最大值，幾乎是開路，這就是電容器阻斷直流的原因。

現(xiàn)在如果我們連接電容器對(duì)于連續(xù)反轉(zhuǎn)極性的AC（交流電）電源，對(duì)電容器的影響是其電路板相對(duì)于施加的交流電源電壓連續(xù)充電和放電。這意味著充電和放電電流總是流入和流出電容器板，如果我們有電流，我們還必須具有電抗值來抵抗它。但它的價(jià)值是什么以及決定容性電抗值的因素是什么。

在關(guān)于電容和電荷的教程中，我們看到了電荷量（ Q ）在電容器板上與電容器的施加電壓和電容值成比例。當(dāng)施加的交流電源電壓（ Vs ）值不斷變化時(shí)，電路板上的電荷也必須改變值。

如果電容器的電容值較大，那么對(duì)于給定的電阻，R對(duì)電容器充電需要更長的時(shí)間τ= RC，這意味著充電電流流動(dòng)的時(shí)間更長。對(duì)于給定頻率，較高的電容導(dǎo)致較小的電抗值Xc。

同樣，如果電容器具有較小的電容值，則需要較短的RC時(shí)間常數(shù)來對(duì)電容器充電，這意味著電流將流動(dòng)較短的時(shí)間。電容越小，電抗值Xc越高。然后我們可以看到更大的電流意味著更小的電抗，而更小的電流意味著更大的電抗。因此，容抗與電容器的電容值成反比，X C α -1 C.

然而，電容并不是決定容抗的唯一因素。如果施加的交流電流處于低頻率，則電抗具有更多的時(shí)間來累積給定的RC時(shí)間常數(shù)并且反對(duì)指示大的電抗值的電流。同樣，如果施加的頻率很高，則在充電和放電循環(huán)之間幾乎沒有時(shí)間來建立電抗，并且反對(duì)電流導(dǎo)致更大的電流，表明電抗更小。

然后我們可以看到電容器是阻抗，并且該阻抗的大小取決于頻率。因此，較大的頻率意味著較小的電抗，較小的頻率意味著較大的電抗。因此，電容電抗，Xc（其復(fù)阻抗）與電容和頻率成反比，容抗的標(biāo)準(zhǔn)公式如下：

電容電抗公式

其中：

Xc =以歐姆表示的電容電抗， （Ω）

π（pi）= 3.142的數(shù)值常數(shù)

? =以赫茲為單位的頻率，（Hz）

C =以法拉為單位的電容，（F）

串聯(lián)電容器中的電壓分布

現(xiàn)在我們已經(jīng)擁有看到對(duì)電容器充電和放電電流的反對(duì)如何不僅取決于其電容值而且取決于電源的頻率，讓我們看看它如何影響串聯(lián)連接的兩個(gè)電容器，形成一個(gè)電容分壓器電路。

電容分壓器

考慮兩個(gè)電容， C1 和 C2 在s中連接在10伏的交替供電中。由于兩個(gè)電容串聯(lián)，它們上的電荷 Q 是相同的，但它們之間的電壓將不同并且與它們的電容值有關(guān)，如 V = Q / C 。

分壓器電路可以由無功元件構(gòu)成，就像它們可以由電阻構(gòu)成一樣容易，因?yàn)樗鼈兌甲裱謮浩饕?guī)則。以此電容分壓電路為例。

每個(gè)電容兩端的電壓可以通過多種方式計(jì)算得出。一種方法是找到每個(gè)電容器的容抗，總電路阻抗，電路電流，然后用它們來計(jì)算電壓降，例如：

電容分壓器實(shí)例No1

在上述串聯(lián)電路中使用10uF和22uF的兩個(gè)電容，計(jì)算每個(gè)電容器在80Hz時(shí)的10伏均方根電壓下的均方根電壓降。

10uF的電容電抗電容器

22uF電容器的電容電抗

串聯(lián)電路的總?cè)菪噪娍?- 注意串聯(lián)的電抗就像電阻串聯(lián)一樣加在一起。

或：

電路電流

然后串聯(lián)電容分壓器中每個(gè)電容的電壓降將為：

當(dāng)電容值不同時(shí)，較小值的電容器將自身充電至比較大值的電容器更高的電壓，在上面的例子中，它分別為6.9和3.1伏。由于基爾霍夫電壓定律適用于此電路和每個(gè)串聯(lián)電路，因此各個(gè)電壓降的總和將等于電源電壓的值， V S 和6.9 + 3.1確實(shí)等于10伏。

注意，無論電源頻率如何，串聯(lián)電容分壓電路中連接的兩個(gè)電容兩端的電壓降比率始終保持不變。然后，即使供電頻率從80Hz增加到8000Hz，我們的簡單示例中的兩個(gè)6.9伏和3.1伏的電壓降也將保持不變。

電容分壓器示例No2

使用相同的兩個(gè)電容器，計(jì)算8,000Hz（8kHz）的電容電壓降。

雖然兩個(gè)電容器兩端的電壓比可以保持不變，但隨著電源頻率的增加，組合的容抗電阻會(huì)減小，因此總電路阻抗也會(huì)減小。阻抗的減小導(dǎo)致更多的電流流動(dòng)。例如，在80Hz時(shí)，我們計(jì)算出上面的電路電流約為34.5mA，但在8kHz時(shí)，電源電流增加到3.45A，增加了100倍。因此，流經(jīng)電容分壓器的電流與頻率或Iα成正比。

我們?cè)谶@里看到電容分壓器是串聯(lián)電容器的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)電容器都是它上面有一個(gè)交流電壓降。由于電容分壓器使用電容器的容抗值來確定實(shí)際電壓降，因此它們只能用于頻率驅(qū)動(dòng)電源，因此不能用作直流分壓器。這主要是因?yàn)殡娙萜髯钄嗔酥绷鳎虼藳]有電流流過。

電容分壓電路用于各種電子應(yīng)用，從科爾皮茲振蕩器到改變輸出的電容式觸摸屏當(dāng)被人的手指觸摸時(shí)，電壓被用作降低高壓的電源變壓器的廉價(jià)替代品，例如在使用低壓電子設(shè)備或IC等的電源連接電路中。

因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在知道，兩個(gè)電容器的電抗隨頻率變化（以相同的速率），因此電容分壓器電路上的分壓將始終保持不變，保持穩(wěn)定的分壓器。