电容之隔直通交原理

电容顾名思义就是能存储电荷，那怎样才能存储电荷呢？首先得有两块金属导体，中间是绝缘电介质，介质可以是空气、可以是真空、也可以是FR4等等。看到这，熟悉PCB的各位小伙伴是不是想起了啥？没错，PCB中的导体间同样会构成电容，典型的就是相邻的电源平面和GND平面，相邻的信号线等。

当然构成电容的两导体间的距离不能太远，都说距离产生美，合适的距离可以让人只会关注她的美丽，但是如果远到看不见，哪里还看得到美，电容也是这样。

在两个导体上面加上电压时，两导体上就会存储电荷，效果如下图。

 

如上图演示效果：在电容没有被施加电压的时候，两端的自由电子数量没有变化，两端导体是呈中性的，如果给电容施加电压，电容一端会聚集比平时更多的自由电子，此端导体呈负电极，另一端导体失去大部分自由电子，此端导体呈正电极。


就这样一个导体上增加电荷，并从另一个导体取出电荷，看起来就像把电荷加到一个导体上，而这些电荷又从另一个导体上流出。所以当电压变化时，就有等效电流流经电容器。


举个栗子：
 
电容器相当于一个中间有橡胶隔膜的管子，橡胶隔膜相当于电容器内部的介质，分开的两部分相当于电容器的两极板，如果管子两端不受压力时（相当于不加电压），被分开的两部分含有相同的水量（相当于自由电子），一旦管子受到了压力（一端加电压），上面腔体中的压力就会增加，橡胶隔膜向下膨胀，使水从下面腔体流出 ，尽管水流没有经过橡胶隔膜，但是橡胶隔膜迫使水从下面腔体流出，就像电流从电容器流出一样，这就是电容的等效电流。

 

说到这，相信大家应该明白等效电流到底是怎么来的了。可问题又来了，我知道了等效电流怎么产生的，但是怎么知道等效电流有多大呢？大家瞄一眼下面的公式就明白了。
等效电流的计算公式：

ΔQ 电容器上电荷的变化量
Δt 电荷变化经历的时间
C 电容量
dV 导体间电压变化
dt 电压变化经历的时间

通过公式，我们可以看到影响等效电流大小的因素有两个。

第一个因素是dV/ dt：即电压变化率，单位时间内电压变化越大，等效电流也越大。

第二个因素是C：即电容量，电容量越大，等效电流越大。

电容通交流阻直流奥秘就是能否生成等效电流。（划重点 ）因为有电压变化的交流信号才能产生等效电流流经电容，所以电容对交流信号相当于一个短路器件。而直流信号因为没有电压的变化，不会产生等效电流，所以电容器对直流信号相当于一个开路。

在实际的应用中如电源的滤波电容，就是利用电容隔直通交属性，对直流电源开路，对高频噪声短路，将高频噪声短路进GND， 在不影响直流电源的情况下去除了噪声，使电源更干净。
 

耦合电容更是将隔直通交属性表现的淋漓尽致，阻断前后级的直流分量，只允许交流信号通过。更多应用就不在这里一一列举了。