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【转帖】详解电容充放电原理

菜鸟
2017-12-05 13:21:17    评分

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,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。

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

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

由于电容充电过程完成后,就没有电流流过电容器,所以在直流电路中,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,电容通过电阻RD进行放电,两块板之间的电压将会逐渐下降为零,vc = 0,见图4。

在图3和图4中,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,见图5。

电容值或电阻值愈小,时间常数也愈小,电容的充电和放电速度就愈快,反之亦然。

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




专家
2017-12-06 08:47:36    评分
2楼

谢谢楼主科普。


菜鸟
2018-01-24 18:20:26    评分
3楼

  假设一个电容有上下两极板,上极板与正极相连,下极板与负极相连,与电源相连后,两极板间就要形成电势差,而且和电源两极电势差相等,所以上极板带正电,下极板带负电,这样两极间才能形成电势差。而正电荷不会移动,只有负电荷----电子会移动,所以上极板的电子沿导线,经电源正极-负极移动到下极板,这样两极板就会带异种电荷。随着电子的移动,两极板所带电荷越来越多,电压也就越来越大,直到和电源电势差相等,就充满电了。断开电源后,所带电荷不会消失,也不会中和(毕竟两极板间是绝缘的,正负电荷只能相互吸引,而不能结合在一起),这样,电势差就一直存在,直到你要放电,将两极板用导线一连,电子就会沿导线从下极板移动到上极板,电势差就消失了。 电场吗。。。只要接上电源,电路里就有电场,要不电子怎么会移动。记住一点,用导线连接的点都等势,一开始,上极板要和电源正极等势,下极板要和负极等势,电势差不为零,就形成电场,电子移动,而此时两极板是通过导线连的,电子就通过导线移动。

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