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电容充放电原理

来源:互联网

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电容是一种以电场形式储存能量的无源器件。在有需要的时候,电容能够把储存的能量释出至电路。电容由两块导电的平行板构成f88体育官网,在板之间填充上绝缘物质或介电物质。图1和图2分别是电容的基本结构和符号f88体育官网f88体育官网。



当电容连接到一电源是直流电 (DC) 的电路时f88体育官网,在特定的情况下f88体育官网f88体育官网f88体育官网,有两个过程会发生f88体育官网,分别是电容的 “充电” 和 “放电”。


若电容与直流电源相接f88体育官网,见图3f88体育官网,电路中有电流流通f88体育官网f88体育官网。两块板会分别获得数量相等的相反电荷f88体育官网,此时电容正在充电f88体育官网,其两端的电位差vc逐渐增大f88体育官网。一旦电容两端电压vc增大至与电源电压V相等时,vc = Vf88体育官网,电容充电完毕f88体育官网f88体育官网,电路中再没有电流流动f88体育官网f88体育官网,而电容的充电过程完成f88体育官网。


由于电容充电过程完成后f88体育官网,就没有电流流过电容器f88体育官网f88体育官网f88体育官网f88体育官网,所以在直流电路中f88体育官网,电容可等效为开路或R = ∞,电容上的电压vc不能突变。

当切断电容和电源的连接后f88体育官网,电容通过电阻RD进行放电f88体育官网f88体育官网,两块板之间的电压将会逐渐下降为零f88体育官网f88体育官网,vc = 0f88体育官网,见图4。



在图3和图4中f88体育官网,RC和RD的电阻值分别影响电容的充电和放电速度。

电阻值R和电容值C的乘积被称为时间常数τ,这个常数描述电容的充电和放电速度f88体育官网,见图5f88体育官网f88体育官网f88体育官网。


电容值或电阻值愈小f88体育官网,时间常数也愈小f88体育官网f88体育官网,电容的充电和放电速度就愈快f88体育官网,反之亦然f88体育官网。

电容几乎存在于所有电子电路中f88体育官网f88体育官网,它可以作为“快速电池”使用f88体育官网。如在照相机的闪光灯中f88体育官网,电容作为储能元件f88体育官网f88体育官网,在闪光的瞬间快速释放能量。


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