电阻值R和电容值C的乘积被称为时间常数

 新闻资讯     |      2021-04-01 21:00

  电容器充电和放电的道理是什么

  当电容器接通电源今后,在电场力的浸染下,与电源正极相接电容器极板的 自由电子将颠末电源移到与电源负极相接的极板下,正极由于失去负电荷而带正电,负 极由于得到负电荷而带负电,利记官网,正,负极板所带电荷巨细相等,标记相反,见图。电荷定 向移动形成电流,由于同性电荷的排出浸染,所以开始电流最大,今后逐渐减小,在电 荷移动进程中,电容器极板储存的电荷不绝增加,电容器南北极板间电压 UC 便是电源电 压 U 时电荷遏制移动,电流 I=0,

  :开封锁合,通过导线的毗连浸染,电容器正负极板电荷中和掉。当 K 闭适时,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,电荷逐渐淘汰,表示电流减小,电 压也 逐渐减小为零。

  

电容器的充电和放电的道理阐明

  上图为电容器充、放电尝试电路,个中C大容量(储存电荷多)未充电的电容器,E为内阻很小的直流电源,HL为小灯胆。

  电容器的充电和放电的道理图

  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,电容可以或许把储存的能量释出至电路。电容由两块导电的平行板组成,在板之间填充上绝缘物质或介电物质。图1和图2别离是电容的根基布局和标记。

  当电容毗连到一电源是直流电 (DC) 的电路时,在特定的环境下,有两个进程会产生,别离是电容的 “充电” 和 “放电”。

电容器的充电和放电的道理阐明

  电容器道理——充电进程

  充电进程等于电容器存储电荷的进程,当电容器与直流电源接通后,与电源正极相连的金属极板上的电荷便会在电场力的浸染下,向与电源负极相连的金属极板跑去,使得与电源正极相连的金属极板失去电荷带正电,与电源负极相连的金属极板获得电荷带负电(两金属极板所带电荷巨细相等,标记相反),电容器开始充电。

  在电路中,电荷的移动形成电流,由于同性电荷的排出浸染,使得电荷移动刚开始时,电流最大,之后逐渐减小;而电容器带电量在电荷移动开始最小,为零,在电荷移动进程中,带电量逐渐增加,两金属极板间电压逐渐增大,当其增大至与电源电压相等时,充电完毕,电流减小为零。

  

电容器的充电和放电的道理阐明

  若电容与直流电源相接,见图3,电路中有电流通通。两块板会别离得到数量相等的相反电荷,此时电容正在充电,其两头的电位差vc逐渐增大。一旦电容两头电压vc增大至与电源电压V相等时,vc = V,电容充电完毕,电路中再没有电流活动,而电容的充电进程完成。

  由于电容充电进程完成后,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。

  电容器道理——放电进程

  放电进程等于电容器释放存储电荷的进程,当充电完毕的电容器位于一个无电源的闭合通路中时,带负电的金属极板上的电荷便会在电场力的浸染下,向带正电的金属极板上跑去,使得正负电荷中和掉,电容器开始放电。

  在电路中,电荷的移动形成电流,由于异性电荷的吸引浸染,使得在放电进程刚开始时,电流最大,之后逐渐减小;电容器带电量在放电进程开始时最大,之后也逐渐淘汰,当带电量减小为零时,放电完毕,电流减小为零。

  由于电容器充电完毕后,电路中没有电流流过,因此电容可起到隔直流的浸染,在直流电路中,可将其看作开路。

电容器的充电和放电的道理阐明

  当割断电容和电源的毗连后,电容通过电阻RD举办放电,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的电阻值别离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,这个常数描写电容的充电和放电速度,见图5。

  

电容器的充电和放电的道理阐明

  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。