电容为什么能隔直流通交流一直不明白电容隔直通交的原理,其实像书上说通交流类似充放电过程,我基本上懂一些,但是把它放到电子运动上,我就不懂了,比如书上说“在电容加上电压u,两极板

Question

电容为什么能隔直流通交流
一直不明白电容隔直通交的原理,其实像书上说通交流类似充放电过程,我基本上懂一些,但是把它放到电子运动上,我就不懂了,比如书上说“在电容加上电压u,两极板上就会产生等量的异种电荷q”连电都通不了,哪来的电荷移动到两极板.还有“电容器正极板上的自由电子被电源所吸引,并推送到负极板上面,由于电容器两极板之间隔有绝缘材料,所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆积起来．正极板便因电子减少而带上正电,负极板便因电子逐渐增加而带上负电.电容器两个极板之间便有了电位差,当这个电位差与电源电压相等时,电容器的充电就停上了”其中“电容器正极板上的自由电子被电源所吸引,并推送到负极板上面”,这句我也不懂,希望哪位大大,能从电荷运动.聚集这方面给我解释一下,电容隔直通交的原理,

Answer 1

个人认为：电子运动是由于电源在导线和电容器中产生电场,电场始终是连续的,就算碰到电容,虽然电子无法移动但电场是连续的,电子只不过在电容两极板外移动而已.
先考虑直流情况,假设把电源和电容通过导线连上,书上说的直流是稳态的情况下,但是瞬态的情况下,电容在直流电源供电的情况下,应该是这样工作的,导线中由于电源引起电场,电场将导线中的自由电子搬移到电容两极过程就是瞬时电流,这个时候电容并不能隔直,可以这样认为把电容和电池都比作同一尺寸的水桶,只不过电容是空的水桶而电池是装满水的桶,在真空的情况下,将两个桶放在同一水平面上,将管子两头分别插入两个桶,此时有水的那个桶会因为压差,有水的桶的水会流向无水的桶流动,水流动就好比是电流,当两个桶的液位一致时,他们之间压差为0,就像电容连在直流电源上进入瞬态时电池和电容两端电压一致一样（这里可以把桶想象成液面永远不会下降的电池）,以上例子是想证明导线连接电源和电容的瞬态过程,当导线达到稳态时,电容上的电压和电池上的电压保持一致（但电容两极板上的电荷量,不一定和电池两端的电荷量一致,因为电容极板间冲有介质会改变极板间电场）,如果不移出电源,此电路将一直保持没有电流的状态,即所谓隔直.
再考虑交流的情况分两种思路,
1.不知小兄弟高数里的傅立叶级数学过嘛,我刚刚提到的直流瞬态状况下,其实电源建立电场的过程并非突变,而是有趋势的变化,那么这个过程就可以通过傅立叶级数展开成有很多交流成分作用下的系统,可以说瞬态就交流电起作用的过程,而此过程是有电流存在的所以有通交的概念!,稳态时只有直流组成的系统是没有电流的,所以是隔直的.
2.微观上看交流电源是由于发电机两极电荷极性变化引起的,这里电容上的电荷变化总是跟着电源电荷分布的变化而变化,电容内电子无法移动,只是电容两极的电荷在变化而已（即电容的两极板外和电源的两极之间运动）,所以一直存在电流,你可能是把电流在电容内部是不通的,就认为不会有电流,其实电流是电容极板外电荷来回变化形成,由于交流电的特性,使电容极板两端电荷永远达不到平衡,自由电子（携带电荷）就一直在运动.