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电容充放电原理

  电容是(shì)一种(zhǒng)以电场(chǎng)形式储(chǔ)存能量的无源器件。在有(yǒu)需要的时候,电容能够把储存(cún)的(de)能量释(shì)出至电路。电容由两块导电的平行板构成,在板之间填(tián)充上绝缘物质或介电物质。图1和图2分别(bié)是电容的基本结构和符(fú)号。

  当(dāng)电容连接到一电源是直流电 (DC) 的电路时(shí),在(zài)特定的情况下,有两个过程会发(fā)生,分(fèn)别是(shì)电容的 “充电” 和 “放电”。

  若(ruò)电容与直流电源相接,见图3,电路(lù)中有电流流通(tōng)。两(liǎng)块(kuài)板会分别获得数量相(xiàng)等的相反电荷,此(cǐ)时电容正在充电,其两端的电(diàn)位(wèi)差vc逐渐增大。一旦电容两端电压vc增(zēng)大至与电源电压V相等时,vc = V,电容充电完毕,电路(lù)中再没有电流流动,而电(diàn)容(róng)的充电过程完成。

  由(yóu)于(yú)电容充(chōng)电(diàn)过(guò)程完成后,就没(méi)有电(diàn)流(liú)流过电容器,所(suǒ)以在直流电路中,电容可等效为开路或R = ∞,电容上的(de)电压vc不能突(tū)变。

  当切断电容和电源(yuán)的连接后,电容通过电阻(zǔ)RD进行放电,两(liǎng)块板之间的(de)电(diàn)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(bié)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(chēng)为时间常(cháng)数τ,这个常数描述电容的充电和放电速度,见(jiàn)图5。

  电容值或电阻(zǔ)值(zhí)愈小,时间常数也愈(yù)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(zuò)为“快速电池”使用。如在照相机的闪光(guāng)灯中,电容(róng)作为储能元(yuán)件,在闪光的瞬间(jiān)快速释放能(néng)量。

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