电容器的充电和放电..ppt

1、电容器充放电，1。电容器充电和放电。图为电容器充放电实验电路，其中C为大容量(存储电荷)不带电电容器，E为小内阻DC电源，HL为小灯泡。1.电容器充电当开关“S”置于触点“1”时，电源将对电容器充电。观察到的现象是，灯泡开始是亮的，然后逐渐变暗。从电流表可以观察到充电电流从大到小的变化，从电压表可以观察到电容器两端的电压从小到大的变化。短时间后，灯泡熄灭，电流表指针归零，电压表显示的电压值接近电动势，即表示电容器已充满电。电容器的充电过程想一想：电容器的基本结构是夹在两块金属板之间的一层绝缘介质，它本质上是不导电的，那么它为什么能储存电荷呢？图为电容器充电示意图。当电源接通时，电源负端的电子流

2、向电容器的负极板。然而，由于两个极板之间的绝缘介质不导电，这些负电荷只能积聚在负极板上。此外，因为这些负电荷排斥绝缘介质中的电子，所以在电容器的负极板附近形成正电荷层，在电容器的正极板附近形成负电荷层。正极板中的电子被绝缘介质中的负电荷排斥到电源的正电极，使得正电荷累积在电容器的正极板上。随着正负电荷的积累，电容器正极板的电位逐渐增大，正极板与电源正极之间的电位差逐渐减小。当两个电势相等时，电荷不再移动，充电电流为零，电容器两个极板上累积的电荷不再增加，电荷将存储在电容器中。电源负端的电子流向电容器的负极板，而正极板中的电子被绝缘介质中的负电荷排斥到电源的正极，从而形成电流。2.电容器放电在图

3、3-7所示的电路中，给电容器充电后，将开关设置为“2”，观察小灯泡是否亮起并再次熄灭。这是由相当于等效电源的电容放电引起的。在电容器两极板间的电场力作用下，负极板的负电荷不断向外移动，与正极板的正电荷相中和，电容器两端的电压相应降低，直到两极板上的电荷完全中和。这是因为电容器两个极板之间的电压为零，电路中的电流为零。思考电容器的放电过程：(1)电容器的充放电电流实际上是通过电容器的绝缘介质吗？(2)当交流电压施加到电容器上时，电路中是否有电流流动？为什么？(1)电容器的充电和放电电流不通过电容器的绝缘介质。(2)当交流电压施加到电容器时，电流流过电路，但电流不流过电容器。当交流电压增加时，电容

4、器充电并储存电荷，形成充电电流。当交流电压降低时，电容器放电并释放电荷，形成放电电流。交流电压不断地增加和减少，电容器交替地充电和放电，因此在有电容器的电路中有电流。从电容器的两端，电流的连续性似乎保持不变，所以通常说交流电“通过”电容器。2.电容器的简单检测利用电容器充放电原理，用万用表可以粗略地判断大容量电容器的质量。那我们该怎么办？测试方法：将万用表设在欧姆档的1K位置，在电容两端连接两个探头。如果要测试的元件是电解电容器，注意它的极性(电容器的极性通常直接标在电容器的表面)。黑色探针是连接的该值通常应大于几百到几千欧元；如果时钟偏转到欧姆零，然后不再偏转回到其原始位置，这意味着电容器内

5、部已经短路。如果时钟根本没有偏转，这意味着电容器内部可能已经损坏，或者电容非常小，并且充电和放电电流非常小，这不足以偏转时钟。第三，电容器中的电场能量，电容器断电后会使小灯泡发光，表明电容器正在释放能量。事实上，当电容器充电时，两个极板上的正负电荷不断积累，在两个极板之间形成电场。电容器储存电荷和能量。理论分析和实验表明，存储在充电电容器中的电场能量可以用以下公式表示：其中存储在电容器中的电场能量为j；电容器两极板间的电压，单位为v；电容中的电容，单位为f；q电荷，单位为c。上述公式表明，存储在电容器中的电场能量与电容器的电容成正比(当电容器的电容较大时，可以存储更多的能量)，因此电容反映了电

6、容器存储电场能量的能力。当电容器充电并且电容器两端的电压增加时，电容器从电压中吸收能量并存储它；当电容器放电，两端电压降低时，它释放出原来储存的电场能量。可以看出，电容只随电源转换能量，不消耗能量，所以电容是一种储能元件。电容器两端电压的变化反映了电容器中电场能量的变化。电容器中电场能量的积累和释放是一个渐变过程，只能从一种稳定状态变为另一种稳定状态。因此，电容器两端的电压永远不会突然变化，它只能是一个逐渐变化的过程。RC电路的转换过程，即电容器充放电时，从一种稳定状态转换到另一种稳定状态所必须经历的物理过程，称为转换过程。当电容器充电时，其两端的电压逐渐增加，充电电流逐渐减小。放电时，两端的电压逐渐降低，放电电流也是如此。充电和放电达到稳定状态所需的时间与电阻和电容的大小有关。电阻和电容的乘积称为电阻电流的时间常数，用下式表示。也就是说，