電容的充放電原理,電容的充放電過程-KIA MOS管
信息來源:本站 日期:2024-09-26
電容是一種以電場形式儲(chǔ)存能量的無源器件。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,完成充電過程。相反,當(dāng)電容器兩端短路時(shí),電荷會(huì)通過外部電路釋放,電壓下降,完成放電過程。
充電過程?
充電過程中,電容器接通電源后,電荷在電場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。
?放電過程?
放電過程中,電容器兩端的電壓通過外部電路逐漸降低,電荷從一個(gè)極板流向另一個(gè)極板,直到電壓降至零。放電過程中電荷的運(yùn)動(dòng)方向與充電過程相反,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。
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),而電容的充電過程完成。
由于電容充電過程完成后,就沒有電流流過電容器,所以在直流電路中,電容可等效為開路或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,見圖5。
在充電及放電過程中的電壓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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