电容分压器

电容分压器（英语：Capacitive voltage divider）是一个用串联电容器组成，输出电压和输入电压成一定比例的线性电路，一般会用在高压电压的量测，电容分压器和常见的电阻分压器相同，也是依照电压分配定则，只是用电容代替电阻。

举例

电路中有二个串联的电容器Cv及Cm，电容器的串联电路中，电荷量Q为定值，电荷量Q可以表示为电容量及电容器二端的电压的乘积，即${\displaystyle Q=C\cdot U}$。

计算

电容分压器

由 ${\displaystyle V_{q}={\frac {Q}{C_{\text{total}}}}}$ 及 ${\displaystyle V_{m}={\frac {Q}{C_{m}}}}$可得到下式

${\displaystyle Q=C_{\text{total}}\cdot V_{q}}$ 及 ${\displaystyle Q=C_{m}\cdot V_{m}}$

其中 C_total 是二个电容器串联所得的电容值，和二个电容的电容值有以下的关系：

${\displaystyle C_{\text{total}}={\frac {C_{v}\cdot C_{m}}{C_{v}+C_{m}}}}$

整理以上的式子，可得：

${\displaystyle C_{\text{total}}\cdot V_{q}=C_{m}\cdot V_{m}}$

可得到输入电压和输出电压有以下的关系：

${\displaystyle U_{q}={\frac {U_{m}\cdot C_{m}}{C_{\text{total}}}}}$

可以求得输出电压如下：

${\displaystyle {\begin{aligned}V_{m}&=V_{q}\cdot C_{\text{total}}\cdot {\frac {1}{C_{m}}}\\&=V_{q}\cdot {\frac {C_{v}\cdot C_{m}}{C_{v}+C_{m}}}\cdot {\frac {1}{C_{m}}}\\&=V_{q}\cdot {\frac {C_{v}}{C_{v}+C_{m}}}\end{aligned}}}$

应用

电容分压器可以进行交流讯号的分压：

• 在中高压电网的系统中，可以用电容分压代替功率变压器。
• 用在测试上，确认是否有电压。
• 示波器高压电压勾表的频率补偿。
• 电压高到MV的高压实验室的电压量测（可能是低频或是高频）。

量测用的电容分压器需要加上阻尼，以避免和杂散电路（电感性电源线）之间造成的共振。因此，可以在每个电容器上并联电阻器。有电阻器和电容器并联的分压器，可以用在直流或是交流的电压下。

参考资料