电路原理-电容应用与理解

本文采用multisim仿真，电容在使用的时候，会有直流断路，交流通路；然而在真正的电路设计中，这些概念恰恰变成了我们分析电路的绊脚石。
主要是因为在这些概念提出的时候都是有前提条件的，他们的成立需要在一定条件下才成立。换了这个前提条件就不是这个概念了。

电容的应用突然供电时候，可以看成导线，也就是不分压的器件

1. 如上图VCC在开关闭合的一瞬间，因为电容需要充电，所以突入其来的电压给电容充电，该电容相当于导线。可以得出VCC到A点之间没有压降（电路分析中通常不考虑导线有电阻），所以电压瞬间可以达到VCC的5.0V。

2. 随着电容充电的持续进行，电容可充电范围越来越小，输出到示波器的电压也会越来越小，最终电容充满，相当于断路。 输出到示波器的电压显示为0.

如下图，A点输出到示波器的电压在逐渐减少，最终电压变成0，也印证了电容在直流中为断路状态。

总结： 该电路中电容的作用是VCC突然供电，电容相当于导线，随后电路缓慢断开。
该电路在MCU的复位电路中有用到，比如MCU上电启动的时候，需要MCU从最原始状态启动，如果加了一个开关每次人工按一下，不够友好。那么在上电的时候，就给复位键一个高电平使其复位，然后转为低电平。

滤波电容，我把它理解为稳压电容

如下图，12V有效值的交流电通过正向导通的二极管，只有为正值的电压通过，负值的电压不通过（截至），B点输出的波形图如下。

根据波形图可以知道，这种一上一下的电压波动，虽说是直流了，但是电子元器件受不了。需要变成一种平缓，波动不至于那么大电压。

这种平缓的电压不能凭空造出来，可以引入缓存的概念（就是软件开发中的那个缓存），先将电能存储在电容中，然后电压下降的时候放出来，维持电压不至于迅速下降。

如下图在A点并联一个电容，在D5导通的时候；
一方面向B点的示波器输出电压，
另一方面再向C1电容充电。

在A和B点处的电压下降时候，也就是D5提供的电压小于C1电容两端的电压时，电容开始供电。

（可以得出一个结论：在给电容充电时候，如果充电的电压反而小于电容两端的电压时，电容就要放电。还有前提需要记住，电容的充电和放电需要形成回路才可以）

如下图的B点的电压波形，相比较之前的波形图，平缓了一些，如果加大电容的容量，那么电容可以放更多的电压，这样电压更加平缓。

如下图是电容C1电容的容量调整为100uF的时候，电压将变得很平缓。同时我们可以看出B点的电压上升也变得平缓了，不是立刻提升上去。

这是因为需要给C1电容充电，有一部分电压分出给电容了，同时验证了电容存储电荷的特性了。

滤波电容的应用

在一些MCU电路中，通常在开关出会并联一个电容，该电容通常称为滤波电容，根据上一小结的滤波电容，可以得知滤波电容根据缓存的性质，将电压变得平缓，减少了电压的抖动。
同理，在开关处并联一个电容也是这个目的；在MCU的使用场景中，不可避免的会发生一些电压抖动的现象。

比如按下开关时候，提供了5V高电平，然后可能手一抖，电压出现抖动，MCU那个接口没有识别到5V高电平，那么出现了按钮不灵敏的故障，或者发出错误指令。所以需要持续维持这个5V高电平，如果出现电压抖动。

比如电压快速下降的时候，电容能立马补充电压，电压突然升高时候，转为给电容充电。

旁路电容的应用

如下图，我们看到A和B两点，并联VCC。

小电容通高频,大电容通低频；该引用证明： https://blog.csdn.net/microcosmv/article/details/79452052 。

在VCC直流供电中，在直流供电中，不希望直流供电产生低频或者高频交流扰乱电路中该有的交流信号。那么需要在VCC供电时即使接地，将这些干扰的交流信号流向地，不进入电路中。

本文内容中讲述了，电容在电路的应用知识。那么理论的推导在 RC电路一阶线性微分方程