Wie ist die Beziehung? zwischen der Fähigkeit der Kondensatoren, hohe Frequenzen herauszufiltern, und der Gleichung i = C dv / dt?
Danke
Kommentare
- Etwas zu denken: Kondensatoren können auch verwendet werden, um niedrige Frequenzen zu filtern. Außerdem würde ich vorschlagen, die Wikipedia-Seite zu lesen und ein wenig zu meditieren. Dann kommen Sie hierher, wenn Ihre Frage nicht ' t lautet
- Denken Sie darüber nach, was die Gleichung Ihnen sagt: dv / dt bedeutet eine Änderungsrate der Spannung in Bezug auf die Zeit, eine niedrigere Änderungsrate (zum Beispiel eine niedrigere Frequenz) bedeutet einen niedrigeren Strom und umgekehrt Der Extremfall ist DC mit dv / dt = 0, daher muss der Strom Null sein.
- Zeichnen Sie zuerst das Schema eines einpoligen Tiefpass-RC-Filters. Spielen Sie dann manuell ' den Filter ' ab, indem Sie schrittweise durchgehen, was passiert, wenn Sie ein Signal an ihn anlegen. Es kann sehr lehrreich sein, eine Tabelle dafür zu programmieren, die in Ihrem Bildungsstadium weitaus lehrreicher ist, als einfach die Schaltung in SPICE zu setzen und zu sehen, was passiert, obwohl letztere auch nützlich ist. Wenden Sie verschiedene Frequenzen an. Wiederholen, bis die Erkenntnis dämmert. Der Schlüssel hier ist, dass Sie rechnen. Sie benötigen i = Cdv / dt, damit die Mathematik funktioniert, und Sie sehen, was in der Simulation passiert.
- Wenn die Amplitude der sinusförmigen Spannung am Kondensator 1 V beträgt und die Frequenz \ $ \ small \ ist Omega \ $, der Strom ist \ $ i = C \ frac {d} {dt} sin (\ omega t) = \ omega C \: cos (\ omega t) \ $. Die aktuelle Amplitude (\ $ \ small = \ omega C \ $) ist also Null, wenn \ $ \ small \ omega = 0 \ $, und nimmt mit zunehmendem \ $ \ omega \ $ zu.
Antwort
Ein Filter kann sich nicht allein auf einen Kondensator verlassen. Es muss in Verbindung mit einer anderen Komponente arbeiten, normalerweise beispielsweise einem Widerstand. Die Impedanz eines Kondensators hängt mit der Formel I = C dv / dt zusammen, indem der Strom auch größer wird, wenn dv / dt größer wird (eine größere Änderung der Spannung in Bezug auf die Zeit).
Da eine Sinuswelle mit einer höheren Frequenz ein größeres dv / dt hat als eine Sinuswelle mit einer niedrigeren Frequenz, können Sie wahrscheinlich erkennen, dass der Strom für eine größere Frequenz zunimmt.
Wenn ein Widerstand und ein Kondensator verwendet werden, um einen Potentialteiler wie diesen zu bilden: –
Möglicherweise können Sie erkennen, dass bei höheren Frequenzen mehr Strom in den Kondensator fließt als bei niedrigeren Frequenzen. Dies bedeutet, dass der Widerstand aufgrund dieses erhöhten Stromflusses bei höheren Frequenzen mehr Signalspannung „abfällt“, und dies bedeutet, dass die Ausgangssignalamplitude kleiner ist, wenn dem Eingang höhere Frequenzen zugeführt werden.
Diese Schaltung ist ein Tiefpassfilter, aber wenn Sie die Positionen von R und C vertauschen, erhalten Sie einen Hochpassfilter.