电容器充电和放电的原理是什么啊 该如何理解
电容器充电原理
当电容器与直流电压源相连时,电容器就会被充电,如图 1 所示。图 1a) 中的电容器未被充电,所以极板A和极板B上具有等量的自由电子。
当开关闭合后,如图 1b) 所示,电源将自由电子从极板 A 通过电路搬迁到极板 B 处,如图中箭头所示。当极板 A 失去电子,极板 B 获得电子后,极板 A 相对于极板 B 的极性就是正的,这一充电过程持续进行,直到极板上创建的电压迅速达到电压源的电压值 Vs,但两者极性彼此相反,如图 1c) 所示。当电容器充电完成后,电路中就不再有电流了。
电容器可以阻断恒定的直流电。
把已充满电的电容器从电路中被断开,如图 1d) 所示,根据电容器漏电电阻的大小,电荷就可以保存在电容器中很长一段时间。电解电容器上的电荷一般比其他类型的电容器泄漏更快。
电容器放电原理
若将导线连接至已经充满电的电容器两端,如图 2 所示,电容器就会被放电。在这种情况下,当在电容器两端接通一个具有低电阻的通路时。在开关闭合之前,电容器充电到的电压是 50V,如图 2a) 所示。
一旦开关闭合,如图 2b) 所示,极板 B 多佘的电荷就通过电路移动到极板 A 处(如箭头所指),结果是电流流经了阻值很低的导线,电容器存储的能量被导线消耗掉。
当自由电子在两块极板上再次等量的时候,电荷被中和了。这时候,电容器两端的电压等于 0,电容器被完全放电,如图 2c) 所示。
拓展资料
电容器的充电和放电
电容器的充电和放电过程是非线性的,充电电流和放电电流都不是一个恒定值,而是逐渐变小。对于电压而言,电压变化的速率也会逐渐变小。
此外,时间常数只是一个时间间隔,它并不代表电容完全充电或放电所需要的时间。实际上,电容经过 5 个时间常数才可以完全充电或者放电。
指数曲线可以用数学公式来精确计算,下列给出了瞬时电压和电流呈指数级增大或衰减时对应的一般公式:
其中,VF 和 IF 是电压和电流最终的值,Vi 和 Ii 是初始电压和初始电流的值。小写的斜体字 v 和 i 是电容器电压和电流在时间 t 的瞬时值,e 是自然对数的底数。
从零开始充电
下式给出了图 1a) 中电压值从 0V 呈指数级增大的曲线表达式,借助上述的一般表达式,其推导过程如下:
提出公共因子 VF,得到(公式一):
若电容器的初始状态未充电,利用公式一可以计算电容器在任何时刻的充电电压值。不仅如此,将 v 用 i 代替,VF 用 IF 代替,公式一就可以计算充电的电流值。
放电至零
如图 1b) 所示,电压值呈指数级衰减,直至为 0V,即 VF = 0 ,指数衰减曲线的表达式也可以从通用表达式中推导得到:
简化得到:
其中,Vi 是电容器放电时的起始电压值。利用此式可以计算任何时刻放电的电压值。指数项 -t/RC 也可以写成 -t/τ。
参考链接 百度百科 电容器
1、充电:两个互相平行靠近的金属极板(电容器),当两极板分别连接电池的正负极时,电源开始对电容器充电,极板上电荷越来越多,极板电压也不断上升,直到极板电压等于电池电压。如果你用电压表测量极板两端电压,你会发现,电压表指示值一直不停上升。
2、放电:电容器充满电后,你把一只小灯泡接在两极板,电容器开始对灯泡放电,并可能点亮灯泡,随着电容器不断放电,极板电荷越来越少,极板电压越来越低,灯泡也越来越暗,直到完全熄灭,电容器内的电荷放完了。
3、简单来说,电容器充电、放电过程可以用水池蓄水、放水打比方。电容器充电,电流流入电容器 电容器两端电压上升 电荷被储存在电容器中; 水池蓄水 水流流入水桶,水桶中的水位上升,水被储存在水桶中。电容器放电,电流流出电容器,电容器两端电压下降 电容器中电荷被释放;水池放水 水流流出水桶,水桶中的水位下降,水桶中的水被放出。
拓展资料:
1、定义:是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷,所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成 。
2、特点:
1)它具有充放电特性和阻止直流电流通过,允许交流电流通过的能力。
2)在充电和放电过程中,两极板上的电荷有积累过程,也即电压有建立过程,因此,电容器上的电压不能突变。
3)电容器的充电:两板分别带等量异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。
4)电容器的放电:电容器两极正负电荷通过导线中和。在放电过程中导线上有短暂的电流产生。
3、电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大小。
参考资料:百度百科——电容器
电容器刚接入电路(本来不带电),开关闭合,充电,一会儿后由不带电量变得带电。
断开后不与外界接触,电量不变,但是一会儿后,电量总会减少,相当于放电;本来带电,接入回路,放电,电量变少。
一般情况下,电容器相当于断路。考虑到电流情况,直流一定是断路(无论电流大小);低频交流也是断路,只有高频交流才是通路,不考虑电流大小。
充电:由于电源正负极有电势差,所以电荷在电场力的作用下定向移动向电容器的极板充电,随着所充电荷的增加,合电场减小,充电电流减小,磁场能减小,电场能增加……
拓展资料
直流电源的开关合上,给电容充电;断开开关,电容必须接入放电电阻方可放电,否则也不能放电。接入交流电路的电容器相当于通路,接入直流电路中相当于断路。
在一般的电子电路中,常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等,这些作用都是其充电和放电功能的演变。
2022-12-01 · 百度认证:北京惠企网络技术有限公司官方账号
1、充电:两个互相平行靠近的金属极板(电容器),当两极板分别连接电池的正负极时,电源开始对电容器充电,极板上电荷越来越多,极板电压也不断上升,直到极板电压等于电池电压。如果你用电压表测量极板两端电压,你会发现,电压表指示值一直不停上升。
2、放电:电容器充满电后,你把一只小灯泡接在两极板,电容器开始对灯泡放电,并可能点亮灯泡,随着电容器不断放电,极板电荷越来越少,极板电压越来越低,灯泡也越来越暗,直到完全熄灭,电容器内的电荷放完了。
3、简单来说,电容器充电、放电过程可以用水池蓄水、放水打比方。电容器充电,电流流入电容器 电容器两端电压上升 电荷被储存在电容器中; 水池蓄水 水流流入水桶,水桶中的水位上升,水被储存在水桶中。电容器放电,电流流出电容器,电容器两端电压下降 电容器中电荷被释放;水池放水 水流流出水桶,水桶中的水位下降,水桶中的水被放出。
拓展资料:
1、定义:是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时,电极上就会存储电荷,所以电容器是储能元件。任何两个彼此绝缘又相距很近的导体,组成一个电容器。平行板电容器由电容器的极板和电介质组成 。
2、特点:
1)它具有充放电特性和阻止直流电流通过,允许交流电流通过的能力。
2)在充电和放电过程中,两极板上的电荷有积累过程,也即电压有建立过程,因此,电容器上的电压不能突变。
3)电容器的充电:两板分别带等量异种电荷,每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。
4)电容器的放电:电容器两极正负电荷通过导线中和。在放电过程中导线上有短暂的电流产生。
3、电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大小。
参考资料:百度百科——电容器
:开关闭合,通过导线的连接作用,电容器正负极板电荷中和掉. 当 K 闭合时,电容器 C 正极正电荷可以移动 负极上中和掉,负极负电荷也可以移到正极中和掉,电荷逐渐减少,表现电流减小,电 压也 逐渐减小为零.