此时,电容器的两个板总是一个有正电的板,另一个板有等量的负电。将电容器的一个板连接到电源正极(如电池组),另一个连接到电源负极,两个板配备等量的不同电荷。充电后,在电容器的两个板之间有一个电场,它将从电源获得的电存储在电容器中。 例如,通过使用一根电线来连接电容器的两极,两极上的电荷相互中和,电容器发出电荷和电。放电后,电容器的两块板之间的电场消失,电能转化为其他形式的能量。 在一般的电子电路中,电容器通常被用来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移和波形变换,这是其充放电函数的演变。
电容器充电原理 当电容器连接到直流电压源时,电容器被充电,如图1所示。图1a)中的电容器不充电,使得板A和板在板B上具有等量的自由电子。 当开关关闭时,如图1b所示),电源通过电路将自由电子从板A移动到板B,如图箭头所示。当板A失去电子,板B获得电子时,板A相对于板B的极性为正,继续充电,直到板上产生的电压迅速达到电压源的电压值Vs,但极性彼此相反,如图1c所示)。当电容器被充电时,电路中不再有电流。 电容器可以阻挡恒定的直流电。 断开全电荷的电容器与电路,如图1d所示),电荷可以长期储存在电容器中,这取决于电容器泄漏电阻的大小。电解电容器上的电荷通常比其他类型的电容器泄漏得更快。 电容器放电原理 如果导线连接到全电电容器,则电容器放电,如图2所示。在这种情况下,当一个具有低电阻的路径连接在电容器的两端时。在开关关闭前,电容器充电的电压为50V,如图2a所示)。 一旦开关关闭,如图2b所示),板B的电荷通过电路移动到板A(如箭头所示)。结果,电流以极低的电阻值流过导线,并且由电容器所存储的能量被导线消耗。 当两个板上的自由电子再次相等时,电荷被中和。
在交流电中,虽然不是直流电,但我们可以在瞬间分析其等效直流极性。 假设我们理解交流电源NL的两条线路处于正半周期时,N为正,L为负,那么在负半周期时,则相反,L为正,N为负。 电容是非极性的,允许正向充电和反向充电,所以在理解时,给它的两极也编号,CP1和CP2。 连接时N与CP1连接,L与CP2连接,然后在正半周期时,CP1带正电,CP2为阴性,并且在负半周期时,由于极性相反,L所在的CP2原来是负的,现在L是正的,和N一样,所以这相当于反向充电,也就是放电过程。 另外,电位所谓0~0,180和360(实际上为0)是指电源,而不是电容器。由于电容的作用,其之上的电压表现为滞后相。以180为例。在180处,正半周结束。此时,电容必须有正电压,只有在负半周才能释放。因此,在180时,应该是0电位的电容成为正电位,并且只有在进入负半周之后,才能够真正成为0电位。它变成0的确切时刻取决于电容器的容量和交流电的频率。较晚的可能是360度相位,较早的理论上比180度相位晚。 如果假设中电容的耐压值为5V,则不能承受10V交流电的电压。不管这个10V是有效值还是峰值,那么电容都会爆炸。即使可以充电,电压也不会集成到5V中。电容不是可充电电池,它没有自身固有的电压,其电压只是充电电源的电压和充电电阻与时
形成电容器,两个导体由绝缘介质分开,形成电容器。电容的定义是指两个导体的电荷Q与导体两端的电位差U的比值。电容的大小、电荷量和电压只与组成材料、两板之间的绝缘介质和正对面积有关。电容器充放电的特点为: (1)在充放电点(存储在放电过程中),电容器必须在电路中产生电流,但该电流不是从电容器的一个板通过绝缘进入另一个板,而是在电容外的电路中来回流动。 (2)电容器两端的电压逐渐改变,即电容器有点哑,不能改变。当电容器不充电时,随着电荷的增加,电容器的电压为零。电容器的电压逐渐增加,已知等于电源电压。当放电时,电容器两端的电压也逐渐降至零。 (3)对电容器的充放电需要一定的时间才能完成。试验证明,充放电的变化过程遵循该指数的变化规律。 充放电的长度只与电容的电容C和电路的总电阻R有关。通常==称为充放电的时间常数。如果R是Ω,C是F,i是S。 理论上讲,电容充放电时间无限长,但实验证明,一般(3-5)段时间后充放电基本结束。 (4)只有在早期施加直流电压时,电路才有充电电流循环。在点电容器充电后,虽然在电容器的两端都有电压,但电路中的电流为零,这说明该电容器在充电后具有阻挡直流电流的作用。