Question

为什么电容器充电时电流随时间变化是曲线？

Answer 1

最懒的回答是：从数学角度，直线也是一种曲线，或者说曲线包括直线。
从物理学出发，当电路中串联了电容时，整个电路可以说得上是断路，因为电容本身就不连通，所以稳定下没有电流；如果电容和电感并联组成LC回路，那么就具有向电路外辐射射电波的能力，相应具有一定电流以补充电磁辐射所消耗的能量，虽然这种电流和常见意义上的欧姆定律下的电压电阻电流很不一样。
上一段话中所声称的没有电流的重点在于“稳定下”，但在刚接通电源的时候，由于电压直接加在电容上，电容因其自身的属性能力可以储存电荷，这时会有充电电流出现，即用于往电容上装电荷的电流。充电电流和电源与电容极板之间的电压差正相关，电压差越大，充电越快，充电电流越大，所以这个电压差就是所谓的充电电压；另一方面，随着充电过程进行，电容上会渐渐装上电荷，从而在电容两极板间形成电势差，即所谓电容电压，它和电源电势差方向相同，从而会降低充电电压，同时这种降低效应随着充电过程会越来越明显，因为越充电，电容电压越大，其与电源电势差之间的差距越小。当电容电压与电源电势差相同时，充电过程停止，因为没有了继续充电的动力，从而充电电流归零（PS：电容电压不会超过电源电势差）。