电容器的放电时间和什么有关?
当电容器接入直流电源瞬间,电容器被充电,吸收电源能量储存在所建立的电场内。电容从储能为零到储有一定能量,这是能量状态的改变,它和自然界中其他能量状态的改变一样,都需要一定的时间。例如行驶中汽车的制动,需要一定的时间才能静止。这是因为没有功率为无限大的制动力矩。说明电容器储能状态的是它两端的电压uc,因此,我们说电容两端的电压不能发生突变。这就是说对一个未经充电的电容(uc=0),在它接入直流电路的前后一瞬间,uc是应该相等的,即uc(0_) =uc(0+)。也就是说,在电容接入电路的瞬间,相当于用导线将电容两极予以短接。这个概念在电子电路内经常遇到。见下图所示
●上图是说明电容器充、放电的实验电路。当开关S合向位置1瞬间,直流电压U通过充电回路电阻R,向电容C充电,充电开始瞬间,因电容上电荷为零,故此瞬间充电电流为最大, i1=U/R1,随后,C两极上电荷的逐渐积累,uc也随之升高,充电电流道之减小;到uc=U时, i1=0,充电结束。完成这一过程时间的长短,与电容C充电回路电阻R1的大小有关。把R1与C的乘积,为该电路的充电时间常数τ1,即τ1=R1C,它的单位为欧·法秒(s)。理论上讲t=∞时uc=U;当充电时间经过(3~5)τ时,uc已经达到U的95%~99.3%,实际上已认为充电结束。见下图所示。
●在充电过程中,电容两端电压uc和充电电流i1随时间变化如上图所示。它可以用公式表达为
uc=U(1-e∧-t/R1C)。式中e为自然对数的底,e=2.718。
充电时间常数越大,则uc上升越慢,见下图所示。
●电容器充电过程是十分短暂的,例如R=100kΩ,C为0.01uf,则τ=RC=100×103×0.01×10∧-6=0.001s=1ms。也就是说经过3~5ms充电已基本结束,充电电流为零。所以电容器在直流电路内,当电路进入稳定状态以后,电容器相当于把电路断开。电容器在充电过程中从电源吸收电能储存在电容内,不难证明所储能量为: Wc=1/2CU2
在上图所示电路中,将开关由位置Ⅰ迅速合向Ⅱ,对已充电完毕的电容进行放电。在电路接通瞬间,放电电流最大为-i2=U/R2。在同一个电路内,因为i2的方向与充电电流相反,故为负值。放电时随着电容两端极板上的电荷的不断减少,uc也逐步降低。最后放电完毕,电容两端电压uc和放电电电流i2都为零。见下图所示。
●放电过程的快慢,同样由放电回路的时间常数τ2决定。τ2=R2C, R2为放电回路的电阻,与充电时情况相同,经过(3~5)τ2后,可以认为放电结束,uc≈0。放电时uc与i2的变化曲线见上图所示。其表达式为:uc=Ue∧-t/R2C。
电容放电时随着uc的不断下降,其电场不断地减弱,把充电时吸收的电源能量逐步释放出来,转变为消耗在电阻R2上的热能量。可以证明电容放出的电能为
Wr=1/2CU2
由此可见,电容器在放电过程中所释放的能量,等于它在充电过程中储存在电场中的全部能量。在实际工作中,对已充电的大容量电容器,从电源上断开以后,如通过空气介质任其自然放电,其时间常数将非常之大。例如C=100uf,介质的放电电阻R=50MΩ,则τ= 100 × 10∧6x50 x10∧6=5000s,需一个多小时才能将电放完。如果在放电过程中人触及该电容器时,会造成触电事故。为此,当大电容从电源上断开后,必须人为地用带有绝缘的导线对电容器进行放电,以保安全。
一个固定的电容放电时间跟电流关系么
答案:一个固定的电容放电时间跟电流有关
根据电容定义式,C=Q/U Q=CU 即C△U=dQ=I△t,变形有,△t=C△U/I积分t=∫C△U/I=C∫△U/I,假如电容的电阻为常数R,△U=R△I,代入有t=CR∫△I/I=CRln(I/I'),式中I'为初始状态放电的电流强度,它等于电容初态电压/电阻。放电时间与电容充入的电压、自身电阻、自身电容、电流有关。
电容器充放电速度与什么因素关,谢谢
t=kCR
t时间,k系数,c电容容量,R电阻。
电容器放电的快慢与电容C的大小关?
是。放电的时间常数是RC。放电电阻与电容容量的积
电容器的放电速度于什么关
RC电路充电公式Vc=E(1-e-(t/R*C)),,可知里面的t跟两端电压,电路电阻和电容量有关 ,电容值或电阻值愈小,时间常数也愈小,电容的充电和放电速度就愈快,反之亦然。
电容充电过程中的电压与时间的关系式
如果电压为E的电池通过电阻R向初值为0的电容C充电,V0=0,充电极限Vu=E,故,任意时刻t,电容上的电压为:Vt=E*[1-exp(-t/RC)]。
如果用的是普通电容器,电容,电量,电压满足以下关系:C=Q/U,Q为电量,U为电压电压与充放电时间满足以下关系:U(t)=U0*(1-exp(—t/RC)), t为时间;R为电容内阻。
所以充电或放电过程中电容器只有电容不变,其余两个量皆为变值。
扩展资料:
充电过程中,电路里的电压来自于电源和极板的电势差,极板的电压又和已经充进去的电荷量有关 ,需要假设下导线和电源的总电阻R,则某时刻电流I=(U-Q/C)R,而I=dQ/dt 联立有dQ/dt=(U-Q/C)R 。
设从t0到t1的时间,电荷量是q,两边积分 q t1 ∫ C dQ/(CU-Q) = ∫dt/R 0 t0 (左边是一个Q为自变量的函数,右边是一个t为自变量的函数。
积分上下限对应的时间和电荷量是相等的),积分得到的结果是-Cln[(CU-q)/CU]=(t1-t0)/R q=CU[1-e^(-△t/C。
参考资料来源:百度百科 ——电容器
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