電容的充放電原理,電容的充放電過(guò)程-KIA MOS管

電容的充放電原理

電容是一種以電場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的無(wú)源器件。在需要的時(shí)候，電容能夠把儲(chǔ)存的能量釋出至電路。電容由兩塊導(dǎo)電的平行板構(gòu)成，在板之間填充上絕緣物質(zhì)或介電物質(zhì)。

電容的充放電原理基于電荷的運(yùn)動(dòng)和儲(chǔ)存。當(dāng)?電容器接通電源時(shí)，電荷會(huì)在電場(chǎng)力的作用下從電源正極移動(dòng)到負(fù)極，使得電容器極板上的電荷增加，電壓升高，完成充電過(guò)程。相反，當(dāng)電容器兩端短路時(shí)，電荷會(huì)通過(guò)外部電路釋放，電壓下降，完成放電過(guò)程。

電容的充放電過(guò)程

充電過(guò)程?

充電過(guò)程中，電容器接通電源后，電荷在電場(chǎng)力的作用下從電源正極移動(dòng)到負(fù)極，使得電容器極板上的電荷增加。正極由于失去負(fù)電荷而帶正電，負(fù)極由于獲得負(fù)電荷而帶負(fù)電。隨著電荷的積累，電容器兩端的電壓逐漸升高，直到達(dá)到電源電壓，充電完成。

?放電過(guò)程?

放電過(guò)程中，電容器兩端的電壓通過(guò)外部電路逐漸降低，電荷從一個(gè)極板流向另一個(gè)極板，直到電壓降至零。放電過(guò)程中電荷的運(yùn)動(dòng)方向與充電過(guò)程相反，電荷從一個(gè)極板流向另一個(gè)極板，直到電容器完全放電。

電容(或稱電容量)是表現(xiàn)電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量。電容從物理學(xué)上講，它是一種靜態(tài)電荷存儲(chǔ)介質(zhì)，可能電荷會(huì)永久存在，這是它的特征，它的用途較廣，它是電子、電力領(lǐng)域中不可缺少的電子元件。圖1和圖2分別是電容的基本結(jié)構(gòu)和符號(hào)。

當(dāng)電容連接到一電源是直流電 (DC) 的電路時(shí)，在特定的情況下，有兩個(gè)過(guò)程會(huì)發(fā)生，分別是電容的“充電”和“放電”。

若電容與直流電源相接，見(jiàn)圖3，電路中有電流流通。兩塊板會(huì)分別獲得數(shù)量相等的相反電荷，此時(shí)電容正在充電，其兩端的電位差vc逐漸增大。一旦電容兩端電壓vc增大至與電源電壓V相等時(shí)，vc = V，電容充電完畢，電路中再?zèng)]有電流流動(dòng)，而電容的充電過(guò)程完成。

由于電容充電過(guò)程完成后，就沒(méi)有電流流過(guò)電容器，所以在直流電路中，電容可等效為開(kāi)路或R = ∞，電容上的電壓vc不能突變。

當(dāng)切斷電容和電源的連接后，電容通過(guò)電阻RD進(jìn)行放電，兩塊板之間的電壓將會(huì)逐漸下降為零，vc = 0，見(jiàn)圖4。

在圖3和圖4中，RC和RD的電阻值分別影響電容的充電和放電速度。

電阻值R和電容值C的乘積被稱為時(shí)間常數(shù)t，這個(gè)常數(shù)描述電容的充電和放電速度，見(jiàn)圖5。

在充電及放電過(guò)程中的電壓Vc和電流iC

電容值或電阻值愈小，時(shí)間常數(shù)也愈小，電容的充電和放電速度就愈快，反之亦然。

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