MT25QU128ABA1ESE-0SIT電容器的放電過程

電容器的放電是指電容器的兩個(gè)極板必須呈電中性,即:極板上不帶剩余電荷。這一過程可以通過將兩個(gè)極板短路的方法來完成。如圖2.6-25(b)所示,將開關(guān)放于位置4,此時(shí),負(fù)極板上的過量電子流向正極板,從而使異性電荷相互中和。在電容器放電的過程中,電介質(zhì)中變形的電子軌道恢復(fù)到正常位置,并將存儲(chǔ)的電能釋放給電路。可見,電容器的一個(gè)重要特性就是:電容器不消耗電能。當(dāng)電容器放電時(shí),它將從電源中獲得的電能重新釋放出來。

RC串聯(lián)電路的充放電過程

上面研究了純電容電路的充放電過程c接下來我們將討論在直流電路中,電容器與電阻聯(lián)接后所呈現(xiàn)出的一些重要特性。

歐姆定律闡明:電阻兩端的電壓等于流過電阻的電流乘以電阻值。這表明電阻兩端的電壓僅在有電流流過電阻時(shí)產(chǎn)生。

電容器具有存儲(chǔ)電荷的能力c、當(dāng)電容器未被充電時(shí),兩個(gè)極板上的自由電子數(shù)量相同;當(dāng)電容器被充電以后,一個(gè)極板上的自由電子數(shù)量多于另一個(gè)極板。通過兩個(gè)極板上電子數(shù)量之差可以衡量電容器上的電荷數(shù)量。在充電過程中,電容器兩端建立起了一個(gè)電壓。當(dāng)電容兩端的電壓等于電源電壓時(shí),充電過程結(jié)束。此時(shí),電容器上的電荷量與電容量和端電壓存在如下的關(guān)系:

Q=CU

式中:Q一電荷量,單位:庫(kù)侖(C);

C一電容量,單位:法拉(F);

U一電壓。單位:伏特(V)。

因此,電壓越大,電容器上的電荷量就越多。

如圖2.6-26所示,它是電容和電阻組成的分壓器。在電源和RC串聯(lián)電路之間接人開關(guān)s1和s2。當(dāng)sl閉合時(shí),電流沿順時(shí)針方向從電源正極出發(fā),經(jīng)電容、電阻回到電源的負(fù)極。當(dāng)電容器C兩端電壓充到電源電壓時(shí),充電結(jié)束。在電流開始流動(dòng)的瞬間,電容器兩端沒有電壓,電源電壓全部降在電阻上。最初的充電電流為首。圖2,6-26(b)畫出了在這一時(shí)刻,電源電壓}σ)、充電電流(rc)、電阻兩端電壓(餌)和電容兩端電壓(EFc)的瞬時(shí)值。

隨著充電的繼續(xù),電容器兩端的電壓正比于電荷量的增加逐漸升高。電容器上的電壓與電源電壓的極性相反,這將使得兩個(gè)電壓相互抵消。由于電阻兩端的電壓ur=I′-yc,而電源電壓σ是固定的.所以,隨著電容兩端電壓(uc)的逐漸升高,電阻兩端的電壓和充電電流Ⅱc)逐漸減小。

當(dāng)充電過程結(jié)束后,電容兩端的電壓等于電源電壓。在這一時(shí)刻,電阻兩端的電壓為零,充電電流為零。

當(dāng)同時(shí)斷開s1、閉合S2時(shí),如圖2.6-26(a)所示。

放電電流(id)使電容器放電。曲于放電電流(ud丿與充電電流(ic)的方向相反,所以電阻上的電壓極性與充電時(shí)相反。但是電壓幅度以及變化的規(guī)律相同。在放電期間,電容兩端的電壓與電阻的電壓大小相等,方向相反。電容器兩端的電壓從初始值開始下降,然后,緩慢地接近于零,如圖2.6-26(c)所示。可見,電容器上的電壓不能突變。