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為什么電容器可以給電器供電,,它不是只能瞬間輸出電流嗎?

  • 時間:2021-12-15 08:37:53
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我們來看下圖:

01.jpg

圖中左側(cè)是電容C的充電回路,,圖中右側(cè)是電容C的放電回路,。充電和放電的轉(zhuǎn)換依靠開關(guān)K來實現(xiàn)。圖中的R1是充電線路電阻,,R2是放電的線路電阻,,Rfz是負載電阻。由于題主未談及充電回路,,因此我們把它忽略掉,,僅僅討論放電回路。

我們來設(shè)想一下,,現(xiàn)在電容上的電壓已經(jīng)充滿,,電壓值為Uc。現(xiàn)在我們把開關(guān)K撥到右側(cè),,也即R2的左側(cè),。

我們看如下幾件事:

第一件事:電容與電阻的乘積

61b9390d84213.jpg

也就是說,電容與電阻的乘積是時間,。

第二件事:放電回路分析

當放電時,,電容相當于電源。根據(jù)基爾霍夫電壓KVL定律,,我們有:

03-.jpg

注意,,這里的電容電壓和電容電流均是時間的函數(shù),電壓[公式]從Uc開始逐漸減小,,而電流[公式]也逐漸減小,。因此電容上的電壓有如下規(guī)律:

04-.jpg

我們令

05-.jpg

這里的[公式]又被稱為時間常數(shù),它的值等于放電回路的線路電阻R2與負載電阻Rfz之和,,再乘以電容C得到的積,。我們把這個式子代入到上式中,得到:

06-.jpg

當上式中t=0時,,

07-.jpg

當上式中-.jpg時,,08-.jpg,相當于電容上的電壓已經(jīng)放完了,。

放電曲線如下:

09.jpg

結(jié)論:

答案是:電容放電其實是有時間性的,。在時刻0,,電容上的電壓為Uc,而在3倍時間常數(shù)時,,電容上的電壓只有5%Uc的電壓了,。

可見,電容放電的電壓值是時間的函數(shù),。

同時,,在時刻零,電流最大,。隨著時間的推移,,電流越來越小。當時間等于5倍時間常數(shù)時,,放電電流基本上等于零,。