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上周的博文在Facebook上引起了一些热议,我感觉有必要继续写下去。下面是让我纠结了41年多的面试问题:
一个1V AC电源连接至一个与1Ω电抗电容器串联的1Ω电阻器,那么电容器的AC电压是多少?
多年以来,我把这个问题告诉过许多工程师。最常见的回答是,“频率为多少?”但是,为什么你需要知道呢?我们已经知道电容器的电抗。频率就不那么必要了。其它一些人问我电源有没有可能是DC,但这并不是一道脑筋急转弯题。在我的图解法中,我清楚地表明电源为AC,并且电容器的电抗有限。它不可能是一个DC电源。
一些老兄掉入了0.5V的陷阱。如果它只是一个电阻分压器(1Ω-1Ω),则其可能为输出电压。但是,此处不是这样。
那个时候,我通过进行一些简单的相量数学计算,正确地回答了这个问题。这没有什么了不起的。但是,正如我上周所说,我原本认为我能够展示出更多新的观点。下面是我希望的答案:
R/C电路形成一个简单的实极点。电阻和电容电抗相等的情况便为“角”频或者截止频率。45°延迟时该点的响应为-3dB (0.707V)。就这么简单。无需数学计算。下面是波特图:
另一个观察角度:电阻器电压的大小与电容器一样—都为0.707V。当然,相位不同。
现在,我敢说我最初的回答无法让我赢得那份工作。但毕竟它是正确的。那么,为什么它会让我纠结呢?我欣赏直觉理解力。我认为,它是创新的关键因素。
附言:我利用1Hz角频率在TINA-TI中绘制的该波特图(上面)。由于使用一个1Ω电阻器,因此它要求一个大电容器值。它应该为一个非极性电容器。我有许多1uF聚酯电容器。它要求多少呢? |
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