"Tụ nhảy lên xuống" nghĩa là gì và nó hoạt động như thế nào?

Trong khi nghiên cứu về tụ điện, tôi đã bắt gặp một lời giải thích nói về "nhảy lên xuống khi một tụ tách hai giai đoạn". Tôi đã hiểu từ một số bài báo ở đây rằng tụ điện chặn DC khi nó được sạc đầy và ý tưởng về 'sạc và xả' của tụ điện.

' Trang này ' giải thích
1. Nếu một tụ điện có dây dẫn âm được kết nối với đường ray 0v, nó sẽ sạc và xả
2. Nếu một tụ điện KHÔNG được kết nối trực tiếp với đường ray 0v, nó sẽ JUMP LÊN VÀ XUỐNG.

và với hình dưới đây, nói

tụ điện sẽ 'rơi' và điện áp trên dây dẫn âm thực sự có thể đi xuống dưới đường ray 0V

nơi tôi hoàn toàn mất đi sự hiểu biết

mũ nhảy http://www.talkingelectronics.com/projects/Capacitor%20-%20How%20A%20Capacitor%20Works/images/Cap-TwoStages-Anim.gif

(vui lòng tham khảo '4. Một tụ điện tách hai giai đoạn' trên ' trang được liên kết. ')

Các trang giải thích rằng

Bằng cách biết một tụ điện nhảy lên xuống bao nhiêu, bạn có thể "thấy" một mạch hoạt động. và ở đây câu hỏi của tôi đã đến.

1. Tôi không thể hiểu sự khác biệt giữa 'sạc / xả' và 'nhảy lên / xuống'. Tôi nghĩ mặc dù nó không được kết nối trực tiếp với đường ray 0V, nhưng vẫn phụ thuộc vào điện áp tham chiếu của nó, nó có thể được sạc và xả. Sự khác biệt trong hai biểu thức để hiểu ý nghĩa của chúng là gì?
2. Điều gì xảy ra khi tụ nhảy lên xuống?
3. Làm thế nào tôi có thể tính toán số lượng 'nhảy'?

Điều mà tác giả đang mô tả trong mạch đó là nếu điện áp ở phía bên trái của tụ điện đột ngột thay đổi mức, điện áp ở phía bên phải sẽ thay đổi cùng một lượng.

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Hình 1. Sóng vuông truyền qua một tụ điện. (Xin thứ lỗi các mũi tên như đường cong xả RC.)

Với sơ đồ mạch được hiển thị ở trên:

• Ban đầu 'A' cao và 'B' ở 0 V.
• Khi Q1 chuyển sang 'A' được kéo ("nhảy" theo cách nói của tác giả) về 0 V.
• Tại thời điểm chuyển đổi điện áp trên C1 là V + vì vậy khi 'A' được kéo xuống thấp 'B' cũng được kéo xuống thấp. tức là, cả hai bên "nhảy" với nhau vì không bên nào được nối đất.

Trong trường hợp tụ lọc một bên thường được nối đất nên không thấy hiệu ứng này.

Tôi thấy nó hữu ích trong phân tích mạch để nghĩ về hành động của tụ điện theo cách này. Tôi tìm ra điện áp trạng thái ổn định trên tụ điện và điều gì sẽ xảy ra ở phía bên phải khi phía bên trái đột nhiên thay đổi điện áp.

Dạng sóng mô phỏng

^{mô phỏng mạch này}

Hình 2. Sơ đồ thử nghiệm.

Hình 3. 500 Hz, 1 PhaF, 100 kΩ.

Hình 3 cho thấy những gì xảy ra khi tụ điện đang cung cấp tải điện trở cao.

• Trên cạnh tăng đầu tiên của đầu vào, đầu ra "nhảy" lên với nó. Tuy nhiên, R1 bắt đầu phóng điện bên phải, và vào cuối nửa chu kỳ đó, điện áp đã giảm xuống một chút.
• Trên cạnh rơi đầu tiên, đầu vào giảm 1 V và đầu ra cũng vậy. Vì điểm bắt đầu là khoảng +0,9 V, đầu ra giảm xuống -0,1 V.
• Quá trình này tiếp tục và sau một thời gian, dạng sóng lắng xuống tập trung vào đường zero-volt.

Hình 4. 500 Hz, 1 PhaF, 1 kΩ.

• Giảm R1 xuống 1 kΩ làm cho hiệu ứng rõ rệt hơn khi tụ phóng điện và sạc nhanh hơn. Lưu ý cách thức sóng đã lắng xuống sau một vài chu kỳ.

Hình 5. 500 Hz, 1 PhaF, 100.

• Trong Hình 5 R1 đã được giảm xuống 100 và chúng ta có thể thấy rằng dạng sóng đầu ra đã trở nên đột biến hơn nhiều. Chúng ta cũng có thể thấy rằng nó không còn đạt đến mức +1 V vì điện trở tải quá thấp.

Giải thích này là cố ý phi toán học và nhằm cung cấp cho bạn một số hình ảnh tinh thần về những gì đang thực sự xảy ra. Nếu bạn nghiên cứu thêm về toán học và tìm ra dòng điện đang chảy ở đâu, bạn sẽ có thể nắm bắt tốt cách thức hoạt động của nó.

Mô phỏng

Công nghệ tuyến tính (nhà sản xuất chip) có sẵn trình giả lập LT Spice dưới dạng miễn phí. Tôi khuyên bạn nên thử điều này để hỗ trợ việc học và hiểu của bạn.

Quên nó đi. Tiến lên. Tác giả của trang web đó dường như đang vật lộn với những gì một tụ điện là chính mình. Anh ta đã hình thành nên những mấu chốt tinh thần nhỏ trong nỗ lực làm sáng tỏ những điều gây ra điện dung này cho chính mình, giống như những người đầu tiên đã tạo ra những huyền thoại khác nhau để giải thích những điều họ cũng không hiểu. Sau đó anh ta cố gắng giải thích con thú bí ẩn cho bạn bằng cách sử dụng những huyền thoại cá nhân của anh ta. Nó không hoạt động tốt. Như tôi đã nói, hãy quên nó đi và tiếp tục.

Tôi nghĩ rằng tầm nhìn của anh ấy về "nhảy xung quanh" thực sự đề cập đến điện áp chế độ chung, chẳng hạn như khi được sử dụng để truyền tín hiệu, khác với anh ấy so với khi được sử dụng để làm mịn nguồn cung cấp. Đừng gác máy trong thần thoại cá nhân của anh chàng này.

Tôi nghĩ những gì tác giả muốn hình dung là sự ghép của hai nút trong một mạch bằng một tụ điện.

Để thay đổi điện áp trên một tụ điện, cần phải có dòng điện qua tụ điện. Nếu tụ điện lớn hoặc nhỏ hiện tại, sự thay đổi điện áp sẽ chậm.

Trong trường hợp này, nếu điện áp của một trong các nút thay đổi, tụ điện sẽ hoạt động như một nguồn điện áp và có thể thấy sự thay đổi tương tự trên nút thứ hai.

Tình huống mà tác giả có thể tưởng tượng là sự sụt giảm điện áp đột ngột trên một cực của tụ điện có thể đẩy một cái khác xuống dưới 0V.

Tôi vẫn đang cố gắng quấn đầu quanh các tụ điện, nhưng nếu sự hiểu biết nửa vời của tôi đang đi đúng hướng, thì có lẽ tôi có thể giúp ai đó trong cùng một chiếc thuyền.

Thỏa thuận cơ bản với các tụ điện dường như là, chúng trao đổi dòng điện với điện áp: dòng điện có thể chảy "qua" một tụ điện ban đầu (thực sự đó là vấn đề thu phí trên một tấm và đẩy điện tích ra khỏi tấm khác), nhưng dòng điện rơi ra khi điện tích tích tụ trên các bản cực, và cuối cùng, bạn còn lại một chênh lệch điện áp nhưng không có dòng điện. Đó là khi tụ được sạc đầy. Vì vậy, ví dụ, giả sử bạn có một tụ điện ghép hai mạch, một ở điểm 5V và một ở điểm 2V. Điều đó có nghĩa là, khi tụ được sạc đầy, điện tích trên các bản tụ lên tới mức giảm 3V trên tụ.

Tôi nghĩ - tôi nghĩ - việc nhảy là về điều này. Giả sử mạch đầu tiên chuyển nhanh từ 5V sang 10V. Điện áp trên tụ vẫn là -3V, do đó, phía bên kia của tụ cũng tăng từ 2V lên 7V, ban đầu ít nhất. Các thông số của mạch của bạn sau đó có thể làm cho điện tích trên các tấm chảy vào hoặc ra và thay đổi điện áp trên tụ, do đó, "nhảy" 5V có thể rất tạm thời. Có lẽ nó sẽ hoạt động được khi mạch thứ hai dần dần kéo phía tụ điện trở về mức 2V, vì vậy khi mọi thứ ổn định trở lại, chúng ta đã bị sụt điện áp 8V. Và sau đó tôi cho rằng điện áp trên mạch đầu tiên có thể đột ngột giảm xuống mức 5V, gửi điện áp ở bên phải đến -3V cho đến khi mọi thứ ổn định trở lại.

Điều này nghe có vẻ như là một kết quả điên rồ, nhưng bạn có biết nó giải thích một cách hoàn hảo không? Các multivibrator astable. Một trong những tính năng của máy đo đa năng đáng kinh ngạc là, khi một bóng bán dẫn cuối cùng cũng dẫn điện, nó sẽ ném một điện áp âm lớn ở gốc của bóng bán dẫn khác, và cách duy nhất tôi có thể hiểu đó là thông qua những gì tôi mô tả ở trên. Nó vẫn phản trực giác như tất cả với tôi, nhưng tôi đang cố gắng để đạt được điều đó.

Tôi thấy hữu ích khi nghĩ về một tụ điện ghép như một cách để cô lập các giai đoạn sao cho độ lệch (DC) của một giai đoạn không ảnh hưởng đến độ lệch (DC) của một giai đoạn khác và như là một "ngắn" cho tín hiệu (AC).
Nếu tụ điện thực sự ngắn, thì rõ ràng là khi một "bên" của một thay đổi ngắn, thì "bên" khác cũng sẽ thay đổi theo cùng một lượng. Điều này có nghĩa là, nếu bên trái của tụ điện "nhảy" thêm + 1v, thì bên phải cũng sẽ "nhảy" với cùng một lượng (+ 1v). Nếu bên trái "giảm" -1v, bên phải sẽ giảm "by -1v.