谜一样的电容隔直通交

说起电容，想必大家都不陌生，大到卫星航母，小到智能手环，电路里处处离不开电容，电路中的电容形态各异，发挥的作用也各不相同。最常用的功能可能要数储能，滤波和耦合了。记得最早接触电容还是高中那会，物理老师给我们讲电容和电容器，电容的特性就是隔直通交。当时我和小伙伴那叫一个一脸懵逼，两个极板中间明明是绝缘的真空，电流到底是怎么流过绝缘的真空的？今天我们就来看看电流到底是怎么流过绝缘介质的。

看到这屏幕前的小伙伴想必也懵逼了，难道我点错了，这里不是要讲隔直通交吗？亲，你没有迷路，这里就是隔直通交会场，请稍安勿躁，待我翻开笔记慢慢道来。

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，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，高速先生也写过很多电容应用方面的文章，有兴趣的小伙伴可以查阅。

前面我们讲了影响等效电流大小的因素之一是电容量的大小，那么问题来了。

提问

哪些因素会影响电容量的大小呢？我在评论留言区期待你们的回答，还有疑惑的小伙伴也请留言哦！

陈亮 ｜ 文

审核编辑 黄昊宇