电容什么时候是交流短路呢？交流短路意味着什么？
01
什么是电容
电容是两块金属平板。
当两块平板存放有电荷时，形成电压u。
平板面积越大，形成相同电压时需要存放的电荷就越多。比如，同样要形成1v的电压，面积增大为2倍时，需要存放的电荷也是2倍。
描述电荷q与电压u之间的关系就是电容c，c=q/u。
当电容确定之后，电压u代表了平板上存放的电荷q的数目，两者一一对应。
02
电容的工作原理
直流时，电容电压u不变，平板上电荷数量不变，导线上无电荷移动，即电流为零，等同于开路。
当电压u变化时，说明电容平板上电荷数量发生变化。u变大，平板上的电荷增多；u减小，平板上的电荷数量减少。电容上增加或者减少的电荷通过与电容连接的导线移动，从而形成电流i。因此电容的伏安关系如下：
这个伏安关系表达式包含了电容的“隔直通交，通高频阻低频”的功能特点。其意就是电压u不变则没有电流，电容电压u变了才有电流，而且是变得越快，电流i越大。
03
电容电压的变化规律
电容连接的电路中通常存在电阻r，并不会直接连接电源。
因为有电阻r的存在，从e的改变到u的改变，需要经过一段时间。这个时间是rc的5倍。比如rc=1秒时，若e从3v瞬间跳变到5v，则u需要5秒才能从3v变到5v。在这个变化的过程中，导线存在非零的电流i。注意：这个时间与电源从几伏变到几伏没有关系，只与rc有关。
电容电压u的这种固定时间的延时变化，导致了在电源e非瞬间跳变，而是连续变化时，u的变化速度低于e的变化速度。比如e瞬间从3v跳变到5v时，1秒后的瞬间，电容电压u=4.26v；若e在1秒内由3v变化到5v，而电容电压u在此1秒后只变化到了3.5v（ 说明 ：3.5v非准确值，只是用来帮助理解），而不是4.26v。
若电源e变换的快，则电容电压u变化的慢。比如电源电压e在0.5秒内由3v变到5v，则电容电压u在此0.5秒只变化到3.1v（ 说明 ：3.1v也不是准确值，只是用来帮助理解）。
当电源e变化的更快时，电容电压u的变化幅度更小。
电源电压e变化的足够快，即频率足够高时，电容电压u基本上不变，但导线上有电荷在移动，即两侧导线上电流不为零，这就是电容的交流短路。
交流短路特征：
04
电容交流短路在教学中的应用范例
电容在电路中可以串联，也可以并联。根据其应用环境不同，可以起到不同的效果，因此就有了很多名称，比如耦合电路，滤波电容，旁路电容等。
我们下面给出的范例仅针对教学时涉及到交流短路情况。
范例1：区分交直流电压
图a电路中，电容开路，i=0，ur=0v，电容电压u=3v。
图b电路中，若频率ω足够高，电容相当于交流短路，则u=0v，ur=e=sinωt，i=(sinωt)/r。
图c电路中，若频率ω足够高，电容相当于交流短路，则u=3v，ur=e=sinωt，i=(sinωt)/r。
串联的电容c在交流短路时，将直流电压截留下来，而将交流电压交给其他元件，也就是分拣交、直流电压。
此种情况在三极管的阻容耦合电路电路中常见。
上图为三极管的共射放大电路，电容c1与c2均为交流短路状态。
三极管的集电极（ c点）的电位是在某个直流电压的附近波动，等同于直流电压和交流电压的叠加，故工作情形与图c一致。c2是直流电压，rl是交流电压。
范例2：区分交直流电流
上图中的电容ce与电阻re并联，则对直流而言，ce相当于开路，re有直流电流；对交流而言，若ce交流短路（即xc＜＜re），则交流电流从ce流过，re上没有交流电流。
并联的电容c在交流短路时，将交、直流电流区分开来。
范例3：将交流信号叠加在直流信号上
仍以三极管的共射放大电路为例，电容c1为交流短路状态。
当输入电压ui=0v时，基极b点电位vb约为0.7v（硅管），即电容电压为0.7v，右正左负。
当输入电压ui≠0v时，因 c1交流短路，故其电压保持不变，仍为0.7v（硅管）。当输入电压ui变化时，基极b点电位vb亦变化相同数值。例如：ui为+0.01v，则vb=0.71v；若ui=-0.01v，则vb=0.69v，电容电压始终保持为0.7v。
电容c1交流短路时，电容c1左端电位（即ui）在+0.1与-0.1之间按照正弦规律变化，而c1右端b点电位在0.71与0.69之间按照正弦规律变化，波形如下两图所示。
，
也就是说，通过电容c1的交流短路，将交流输入信号ui叠加在b点的直流电位上，这种方式称为阻容耦合。
05
工程中的交流短路
我们知道，两点之间短路，可以用阻抗为零来表示。交流短路，也可以用阻抗为零来表示，但是这个阻抗是指交流阻抗。
电容在交流电路中用容抗xc=1/ωc，单位也是欧姆。
容抗xc=0，意味着电容c=∞，或者频率ω=∞，而这两种情况在现实中并不存在。
但是在实际工作中发现，如果xc远小于与其串联或者并联的电阻时，电容相当于交流短路。因此在工程中，当电容容抗xc远小于与其串联或者并联的电阻时，认为电容处于交流短路状态。
所谓远小于，是指容抗xc小于电阻r的十分之一。
都是全面屏新机:vivoX20、金立M7和荣耀畅玩7X有什么区别?谁更值得买?
360云盘以收费的方式回归 你还会用吗？
超高亮度Media Tube RGB
如何识别一体化电磁流量计的性能
特斯拉Model 3将会升级一种反向召唤功能
电容什么时候是交流短路呢？交流短路意味着什么？
巴鲁夫微脉冲位移传感器在冲压机上的应用介绍
为什么有了支付宝和微信还要用数字人民币？
2015年智能硬件百强风云榜
深圳华大基因研发出猴外显子测序及分析平台
全球首款起搏器：不靠电池靠心跳
Silicon Labs推出PCI Express缓冲器简化数据中心时钟设计
茂睿芯栅极驱动应用原理与技术特点
音频系统应用中的“POP”噪声以其常用解决方法
电子芯闻早报：兆芯处理器量产 华为Mate9国行版上市时间确认
多层次家居智能化解决方案及应用分析
台积电即将宣布日本第二个晶圆厂项目，采用6/7nm制程
OPPOR11、OPPOR11 Plus最新消息：OPPOR11电池容量、跑分、性能、价格曝光，横扫中端手机市场！
声扬科技上榜最具概念验证能力50强！璞跃发布“全球开放式创新百强”榜
KYOCERA AVX|京瓷AVX 板对板连接器系列有哪些?
什么是电容
电容是两块金属平板。
当两块平板存放有电荷时，形成电压u。
平板面积越大，形成相同电压时需要存放的电荷就越多。比如，同样要形成1v的电压，面积增大为2倍时，需要存放的电荷也是2倍。
描述电荷q与电压u之间的关系就是电容c，c=q/u。
当电容确定之后，电压u代表了平板上存放的电荷q的数目，两者一一对应。
02
电容的工作原理
直流时，电容电压u不变，平板上电荷数量不变，导线上无电荷移动，即电流为零，等同于开路。
当电压u变化时，说明电容平板上电荷数量发生变化。u变大，平板上的电荷增多；u减小，平板上的电荷数量减少。电容上增加或者减少的电荷通过与电容连接的导线移动，从而形成电流i。因此电容的伏安关系如下：
这个伏安关系表达式包含了电容的“隔直通交，通高频阻低频”的功能特点。其意就是电压u不变则没有电流，电容电压u变了才有电流，而且是变得越快，电流i越大。
03
电容电压的变化规律
电容连接的电路中通常存在电阻r，并不会直接连接电源。
因为有电阻r的存在，从e的改变到u的改变，需要经过一段时间。这个时间是rc的5倍。比如rc=1秒时，若e从3v瞬间跳变到5v，则u需要5秒才能从3v变到5v。在这个变化的过程中，导线存在非零的电流i。注意：这个时间与电源从几伏变到几伏没有关系，只与rc有关。
电容电压u的这种固定时间的延时变化，导致了在电源e非瞬间跳变，而是连续变化时，u的变化速度低于e的变化速度。比如e瞬间从3v跳变到5v时，1秒后的瞬间，电容电压u=4.26v；若e在1秒内由3v变化到5v，而电容电压u在此1秒后只变化到了3.5v（ 说明 ：3.5v非准确值，只是用来帮助理解），而不是4.26v。
若电源e变换的快，则电容电压u变化的慢。比如电源电压e在0.5秒内由3v变到5v，则电容电压u在此0.5秒只变化到3.1v（ 说明 ：3.1v也不是准确值，只是用来帮助理解）。
当电源e变化的更快时，电容电压u的变化幅度更小。
电源电压e变化的足够快，即频率足够高时，电容电压u基本上不变，但导线上有电荷在移动，即两侧导线上电流不为零，这就是电容的交流短路。
交流短路特征：
04
电容交流短路在教学中的应用范例
电容在电路中可以串联，也可以并联。根据其应用环境不同，可以起到不同的效果，因此就有了很多名称，比如耦合电路，滤波电容，旁路电容等。
我们下面给出的范例仅针对教学时涉及到交流短路情况。
范例1：区分交直流电压
图a电路中，电容开路，i=0，ur=0v，电容电压u=3v。
图b电路中，若频率ω足够高，电容相当于交流短路，则u=0v，ur=e=sinωt，i=(sinωt)/r。
图c电路中，若频率ω足够高，电容相当于交流短路，则u=3v，ur=e=sinωt，i=(sinωt)/r。
串联的电容c在交流短路时，将直流电压截留下来，而将交流电压交给其他元件，也就是分拣交、直流电压。
此种情况在三极管的阻容耦合电路电路中常见。
上图为三极管的共射放大电路，电容c1与c2均为交流短路状态。
三极管的集电极（ c点）的电位是在某个直流电压的附近波动，等同于直流电压和交流电压的叠加，故工作情形与图c一致。c2是直流电压，rl是交流电压。
范例2：区分交直流电流
上图中的电容ce与电阻re并联，则对直流而言，ce相当于开路，re有直流电流；对交流而言，若ce交流短路（即xc＜＜re），则交流电流从ce流过，re上没有交流电流。
并联的电容c在交流短路时，将交、直流电流区分开来。
范例3：将交流信号叠加在直流信号上
仍以三极管的共射放大电路为例，电容c1为交流短路状态。
当输入电压ui=0v时，基极b点电位vb约为0.7v（硅管），即电容电压为0.7v，右正左负。
当输入电压ui≠0v时，因 c1交流短路，故其电压保持不变，仍为0.7v（硅管）。当输入电压ui变化时，基极b点电位vb亦变化相同数值。例如：ui为+0.01v，则vb=0.71v；若ui=-0.01v，则vb=0.69v，电容电压始终保持为0.7v。
电容c1交流短路时，电容c1左端电位（即ui）在+0.1与-0.1之间按照正弦规律变化，而c1右端b点电位在0.71与0.69之间按照正弦规律变化，波形如下两图所示。
，
也就是说，通过电容c1的交流短路，将交流输入信号ui叠加在b点的直流电位上，这种方式称为阻容耦合。
05
工程中的交流短路
我们知道，两点之间短路，可以用阻抗为零来表示。交流短路，也可以用阻抗为零来表示，但是这个阻抗是指交流阻抗。
电容在交流电路中用容抗xc=1/ωc，单位也是欧姆。
容抗xc=0，意味着电容c=∞，或者频率ω=∞，而这两种情况在现实中并不存在。
但是在实际工作中发现，如果xc远小于与其串联或者并联的电阻时，电容相当于交流短路。因此在工程中，当电容容抗xc远小于与其串联或者并联的电阻时，认为电容处于交流短路状态。
所谓远小于，是指容抗xc小于电阻r的十分之一。
都是全面屏新机:vivoX20、金立M7和荣耀畅玩7X有什么区别?谁更值得买?
360云盘以收费的方式回归 你还会用吗？
超高亮度Media Tube RGB
如何识别一体化电磁流量计的性能
特斯拉Model 3将会升级一种反向召唤功能
电容什么时候是交流短路呢？交流短路意味着什么？
巴鲁夫微脉冲位移传感器在冲压机上的应用介绍
为什么有了支付宝和微信还要用数字人民币？
2015年智能硬件百强风云榜
深圳华大基因研发出猴外显子测序及分析平台
全球首款起搏器：不靠电池靠心跳
Silicon Labs推出PCI Express缓冲器简化数据中心时钟设计
茂睿芯栅极驱动应用原理与技术特点
音频系统应用中的“POP”噪声以其常用解决方法
电子芯闻早报：兆芯处理器量产 华为Mate9国行版上市时间确认
多层次家居智能化解决方案及应用分析
台积电即将宣布日本第二个晶圆厂项目，采用6/7nm制程
OPPOR11、OPPOR11 Plus最新消息：OPPOR11电池容量、跑分、性能、价格曝光，横扫中端手机市场！
声扬科技上榜最具概念验证能力50强！璞跃发布“全球开放式创新百强”榜
KYOCERA AVX|京瓷AVX 板对板连接器系列有哪些?