电容是电路中常见的元件之一，它的特性是通过两个导体之间的介质来贮存电荷。在交换电路中，电容器对于电流以及电压的响应有一个无比特殊的特性，即电容电压滞后电流90度。这个特性在电子工程中有着广泛的利用，本文将解析这个现象的原理，并介绍一些实际利用场景。
原理解析
在交换电路中，电容器对于电流以及电压的响应有一个无比特殊的特性，即电容电压滞后电流90度。这个现象的原理可以通过电容器的等效电路模型来解释。
假定电容器的电容为C，电压为V，电流为I，那末电容器的等效电路模型如下图所示：
在这个等效电路中，电容器被表示为一个电容为C的元件，电压源表示为V，电流源表示为I。因为电容器的特性是通过两个导体之间的介质来贮存电荷，因而在电容器中，电流以及电压之间存在一个相位差，这个相位差就是电容电压滞后电流90度的缘由。
具体来讲，当电压源的电压为Vsin(ωt)时，电流源的电流为Isin(ωt+φ)，其中φ表示电流相对于于电压的相位差。依据欧姆定律，电流以及电压之间的瓜葛可以表示为：
I = C(dV/dt)
将Vsin(ωt)代入上式，可以患上到：
I = CωVcos(ωt)
因而，电流的相位差φ可以表示为：
φ = arctan(-ωC)
因为电容器的电流滞后于电压90度，因而φ的值为-90度。
利用场景
电容电压滞后电流90度的特性在电子工程中有着广泛的利用。下面咱们将介绍一些实际利用场景。
1. 交换电源滤波
在交换电路中，电容器可以用作滤波器。因为电容器对于电流的响应滞后于电压90度，因而可以用来滤除了交换电源中的高频噪声。
2. 相位挪动器
在某些电路中，需要将电压的相位挪动必定的角度。电容器的电压滞后于电流90度的特性可以用来实现相位挪动。
3. 电容式触摸开关
在电容式触摸开关中，电容器被用来检测人体接近。当人体接近电容器时，会扭转电容器的电容，从而扭转电容器的电压。通过检测电压的变化，可以实现触摸开关的功能。
结论
电容电压滞后电流90度的特性在电子工程中有着广泛的利用。通过电容器的等效电路模型，可以解释这个现象的原理。在实际利用中，电容器可以用作滤波器、相位挪动器、电容式触摸开关等。