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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
      • 作者:
      • 瀏覽:369次

      我們來看下圖:

      01.jpg

      圖中左側是電容C的充電回路,圖中右側是電容C的放電回路。充電和放電的轉換依靠開關K來實現。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。

      我們來設想一下,現在電容上的電壓已經充滿,電壓值為Uc?,F在我們把開關K撥到右側,也即R2的左側。

      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,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律:

      04-.jpg

      我們令

      05-.jpg

      這里的[公式]又被稱為時間常數,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放完了。

      放電曲線如下:

      09.jpg

      結論:

      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。

      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倍時間常數時,放電電流基本上等于零。


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