我是一名實習電工和PC硬件愛好者。我只是想知道為什麼在主板上混合使用電感器和電容器?為什麼不只使用電容器?我以為電感器會存儲電荷,但會產生磁性。將其存儲為磁性有何特別之處?
我是一名實習電工和PC硬件愛好者。我只是想知道為什麼在主板上混合使用電感器和電容器?為什麼不只使用電容器?我以為電感器會存儲電荷,但會產生磁性。將其存儲為磁性有何特別之處?
要正確回答這個問題,您應該了解電容器和電感器的屬性。
電感器是開關穩壓器所需的主要組件之一。電容器和電感器的相似之處在於電容器可以抵抗電壓的變化,而電感器可以抵抗電流的變化。電阻的“強度”取決於其值
電容器廣泛用於清理電源線,即消除(較高)頻率的噪聲或波紋。電感器用於開關電源,在該電源中,相對恆定的電流流經電感器。開關電源的工作原理是非常快速地打開和關閉開關。當開關閉合時,電感器被“充電”。當開關斷開時,能量從電感器吸收到負載中。通常,將這種電源與電容器去耦以創建穩定的電源線。
需要一個電感器才能使此原理起作用。如果您知道在所有信號頻率下電阻均相等的電阻,則應將電容器視為直流(0Hz)無窮大,高頻為0的無窮大電阻。電感則相反:電感在0Hz時為0,在高頻時為無限。但是,我們不稱此電阻(僅用於純電阻!),而是稱阻抗。
PC主板或圖形卡基本上只不過是這個而已。它們具有主芯片以及它們之間的路由,並且大多數其他組件是電源或芯片或連接器之間的一點接口。
電容器的基本電特性是電容器兩端的電壓不能瞬時變化,而電感的基本特性是流過電感器的電流不能瞬時變化。電容器通過在電場中存儲能量來保持電壓,而電感器通過在磁場中存儲能量來保持電流。
一個結果是,儘管電容器在較高的頻率下表現最佳,而電感在較低的頻率下表現最佳。另一個結果是,如果將交流電流通過電容器,電壓將滯後於電流一定的相位角,該相位角取決於電容和頻率-電容器會抑制電壓的變化。同時,如果在電感兩端施加交流電壓,電流將滯後於電壓,其相位角取決於電感和頻率-電感會抑制電流變化。
在某些情況下,電感器和電容器可以相互替代。在另一些國家,他們不能。當然,它們永遠不會直接替代。這意味著可以對某些電路進行一些修改,以便使用電感器代替電容器,反之亦然,以達到相同的目的。某些電路不能。
電感器不會在磁場中存儲電荷,而是存儲能量。當磁場崩潰時,電感器會自發產生電壓。該電壓通常比以前施加到電感器的任何電壓高得多。電容器絕不會表現出大於其所施加電壓的電壓。因此,例如,不能使用電容器來為汽油發動機建立點火線圈。
在某些方面,串聯電容器類似於並聯的電感器。兩種方法都可以使濾波器具有相同的頻率響應。但是,這些電路的負載效果並不相同。串聯的電容器會阻擋直流電,因此對於直流電源而言,它看起來像是無限大的阻抗:最輕的負載。並聯的電感器正好相反:短路。從負載設備的角度來看,這兩者看起來很相似:它看到的信號已經過高通濾波,並且沒有直流電。但是,DC移除的方式不同。
同樣,串聯的電感器類似於並聯的電容器,但同樣,負載效應也不是將負載接地。相同。我們可以使用電容器通過將那些信號分流到迴路來防止交流電或某些頻率以上的交流電進入電路。有時這是可以接受的,例如阻止RF噪聲進入設備時。在其他一些情況下,將AC分流至地面可能會在該信號源上產生不可接受的負載。電感器可以通過對交流電產生高阻抗來阻止交流電。
因此,即使在我們有可能用並聯電感代替串聯電容器的電路中,反之亦然,考慮到負載差異可能需要我們選擇其中一個。
串聯放置電感器以過濾電氣噪聲。蓋並聯放置,以將噪聲分流到地面。兩者都可以引起電壓和電流之間的相移,但它們的方向相反,因此抵消了這種影響。
這個問題也困擾了我很長時間,我什至在沒有電感的情況下進行了“降壓”轉換器的仿真,所以現在我找出了問題所在:-)。
基本上,如果您跳過電感器,它將起作用。但是效率就像線性穩壓器一樣-電壓下降僅歸因於寄生電阻從12v電源到輸出電容器的電壓下降。
電感器在這裡就像電阻器一樣工作,但是它不會浪費任何能量,而是將其緩慢地泵入電容器中。
據我所知,當\ $ X_C = X_L \ $時,電感器和電容器組合以獲得頻率諧振,電感器和電容器也可用作濾波器\ $ X_L = 2 {\ pi} fL \ $,\ $ X_ {C} = \ frac {1} {2 {\ pi} f C} \ $,當\ $ V = 0.707V_ {max} \ $
時帶通或帶通答案的核心是吉姆·C(Jim C)。大多數教學材料顯示串聯的電容器等效於並聯的電感,反之亦然。這不是完全正確的,因為每個人都會將相位移向相反的方向。因此,如果您不想移動,則應將電感器和電容器組合在一起。在某些情況下,僅在一個方向上可以接受位移,因此您可以根據需要使用電容器或電感器。 這是該主題的完整說明。