什么是电容器它有什么作用,电容器有哪些主要用途

首页 > 科技 > 作者:YD1662024-05-09 21:13:15

图1-2-4

这个电容的充电过程很快,直到电容的电压等于电源电压,充电完毕,此时电流也变为零,这就是电容元件的零状态响应,充电过程对应的电路就称为暂态过程。关于更多暂态电路的内容,在这里我就不展开讲啦,因为是真的很难!

(2)电容充电完毕后,开关S1打开,显然,电容极板上堆集的电荷无处可走,一直呆在极板上,这表示电容元件一直存储这电场能量。

(3)闭合开关S2,此时电容两极板上的异性电荷就像做扩散运动一样往电阻处跑,然后再电阻处相结合,释放能量!这就是电容元件的放电过程,电压与电流君呈衰减趋势,如图1-2-5所示。

什么是电容器它有什么作用,电容器有哪些主要用途(5)

图1-2-5

直流电路中,电容元件的影响主要体现在开关通断期间,电路达到稳态后,电容元件处就相当于开路了。

2、电容参数的交流电路

上文提到,电容两端的电压变化,会产生电流,而在(正弦)交流电路,电压是按正弦规律一直变化的,在这个交变定压的驱使下,电容的电流是一个怎样的变化情况呢?

结合电容的定义与电流的定义,电流是指通过任一截面的电荷变化率,即电荷变化的快慢,在电容元件里,这个电荷其实就是电容极板的电荷量,即图1-2-6所示的Δq /t ,即表示电容极板上的电荷变化的快慢.

什么是电容器它有什么作用,电容器有哪些主要用途(6)

图1-2-6

然后极板上的电荷又等于电压乘以电容,即Δq =Cu ,最后得出电容电流等于电容乘以电压变化率,如图1-2-6的公式所示。

经过复杂的计算,可以得出电容元件的电压与电流变化波形如图1-2-7所示。其计算过程我在此不再演示。

什么是电容器它有什么作用,电容器有哪些主要用途(7)

图1-2-7

从图1-2-7可以看到,电容电流与电压均按正弦规律变化,且两者周期(频率)相同,电流在想位上超前电压90° 。

既然电压与电流是同频的正弦量,那么它们就可以用有效值来表示,且两者之间可以进行四则运算。而有效值,就不用我再多解释了吧?

电容元件的容抗

在数值上,将电压有效值除以电流有效值,就可以得到一个与电容C 、角频率 ω (频率f )有关的数,这个数就是传说中的容抗 1/ωC ,如图1-2-8所示。这里 ω 是电源的角频率,可能大部分人不知道这个 ω 是什么,其实它与频率差一个2π的关系,即 ω =2πf ,表示正弦量在每秒内变化了多少个弧度。

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