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电容器是隔直流的,但为什么电池直流的确可以为电容器充电呢?

作者:五金加工
文章来源:本站

  正是因为电容器隔直流,所以直流电才可以给电容充电。首先要明白电容的结构是什么,如下图,电容是由两个金属极板之间加绝缘介质,然后在极板上引出两个电极,这很形象的解释了电容的符号为什么是这个样子。下面我们来分别说下交直流给电容充电的原理。

  如上图,当把开关SW闭合之后,电源E向电容充电,上面的极板带正电荷,下面的极板带负电荷,正负电荷相互吸引,就像两块磁铁相互吸引一样,随着电容两端的电压不断升高,两极板积累的正负电荷也在不断增加,直到电容两端电压等于电源电压,充电结束。假如我们把充满电的电容从电路中拿出来,极板上的电荷并不会马上消失,而是能够存储一段时间。

  交流电给电容充电

  上面所说是直流电向电容充电的原理,正是因为直流电有一正一负的极性,所以才能够给电容充电,这就是电容为什么隔直流。如果充电电源为正弦交流电,如上图,交流电的极性是不断变化的,当交流电源施加在电容两端,在交流电的正半周时,电容两端的电压极性为上正下负,此时电容被正向充电;在交流电的负半周时,电容两端的电压极性为下正上负,电容被反向充电,这样一来,电容两个极板上的电荷始终不能积聚起来,也就不能形成充电,这也是电容为什么可以通交流的原因。

  看到这里,相信你已经明白了电容为什么可以隔直流通交流,又为什么只有直流电才可以为电容充电的原因。明白了就为我点个赞??吧!

  正是因为电容可以隔直流,才可以用直流电给电容充电。

  要知道为什么直流电可以给电容充电,首先要知道电容的结构是什么样的。电容最基本的结构如下图所示,有两块金属板构成,中间是隔离的(但是距离很近)。在电路当中相当于断路。两块金属板引出两根线分别接电源的正负极,但是当我们给电容加直流电之后,由于电场力的作用,接正极的金属板会吸引负电荷,而接负极的金属板会吸引正电荷,因为有正负电荷的存在,由此就形成了电势差(不能瞬间完成),直流电给电容充电的过程几乎就是这个样子。

  当我们把直流电断开,即使不给电容板加电压,由于之前存储的电场能,这个电压也会继续保持,直到我们让这个电容形成回路。

  比如我们这时候往电路当中加一个电阻,这时候电容中的电才会慢慢降低,直到降到0.

  为什么电容的充电过程不能瞬间完成?

  我们可以把电容充电的过程想象成水管里面的水往水桶里面加,水桶里面的水位只能慢慢升高,不可能一瞬间完成,即使再快的水流速度。

  电容的特性是隔直流通交流,这个是大家都熟悉的,同时电容又是一个储能元器件,可以储存电荷。在给电容充电时都会选择直流,为什么?和大家分享一下。

  电容是由两个极板构成的,两个极板不直接接触。电容两端的电压不会发生突变,在通电瞬间上下极板是导通的,然后开始充电,两端电压上升,等到充满之后极板间电压恒定不再发生变化。所以,在电容两端加载直流电,电容两端的电压最终会稳定在充电电压左右。

  由于电容具有储能功能,加载直流电会充电。而交流电的方向是周期性变化的。电容在正半周内充电,在负半周内放电,这样就导致交流电看起来是通过了电容,但是电容对交流电起到了延迟作用,即相位延迟。

  直流加在电容两端后,电容充电,一直冲到和电源等电位后,停止充电,而当电源移除后可以放电,容量越大储能能力越强。下图是简单的RC充放电电路。

  最后附上一个视频来演示电容的充放电。

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  电容器是阻隔直流电流的,电流无法通过。

  他的充电的原理是:

  电容器的两端加上静态的电压——依然还是没有电流下,形成一个”静电场”!而且其电压等于峰值。这就是所谓的电容器“充电”。

  在电路分析里,电路的响应有两种,一种是零输入相应响应,一种是零状态响应。

  1、零输入响应,指的是输入信号为零。

  2、零状态响应,指的是电路中所有储能元件和各种电源的状态均为零。

  一、在分析零状态响应事,要把电压源短路,电流源开路。

  对于电容来说,在零状态响应的通电瞬间,它可以认为是电压为零的电压源,所以它相当于短路。

  电容的充电分为两部分,其一是暂态的过渡过程,其二是稳态过程。所谓电容隔直流,其实指的是它的稳态特性。在稳态下,电容的等效电阻为无穷大,直流电流无法通过它,故通过电容电流为零,最多只有极小的漏电流;

  在暂态情况下,电容是可以留过电流的,其中在初始时刻,电流因为电容近似为电压源,它的特征近乎为短路,故电流的初始值最大。

  二、如果电源为交流,当电流取最大值时,电压为最小值,而电压为最小值,而电流取最小值时,电压反而为最大值。所以对于交流电源而言,流过电容的电流超前电容电压90度。

  故电容是可以用来隔直流,但只有在稳态时电容才具有这种性能。当直流电压迅速变化时,也即电源不断地从零变化到最大值,在变道零,以此循环往复,电容不但不会隔直流,反而成为一个阻抗近似为零的元件。当用直流电源给电容充电,并且时间足够长,则电容的充电电压可以达到电源电动势相同的水平。即电容是储能元件,它能储存能量。

  首先,按照常理来说,因为电容是两个分开的电极,并没有形成通路,所以不能有稳定电流通过。

  但是,因为电源电压的存在而且电容极板上有大量电荷,所以会造成电荷的短暂移动,当极板之间的电压与电源电压相等时就会停止移动(又说了一遍电容原理)

  上面说,不会形成稳定电流,对,交流电就是不稳定,因为交流电电压一直在变,所以电容就会不停的充放电,电线上的电流在不停的变化而且一会儿正一会儿负,此时我们就认为交流电通过了电容器

  隔直流通交流说的是稳态不是暂态

  电容器是由两个相互绝缘的金属导体组成,金属导体面积越大,距离越近电容量越大。电容量和中间绝缘体的介电常数有关。电容对直流电是绝缘的,直流电不能通过电容器。但没有带电的电容器在接通电路时,电路的电压加在电容器两个极板上,在两个极板产生电场,由于电场力的作用,使两个极板吸引电荷,当电荷产生的内电场和电路产生的外电场平衡时,电容器充电结束,电容器对于外电路呈现绝缘状态。由于交流电电压是变动的,电容器电场永远不会平衡,永远处于充放电状态,但电子没有通过绝缘体,只是在极板上变化。

  电瓶能够给电容充电,这只是电荷储存到电容的一个过程现象。当电容储存满电荷之后。也就不会有电流,流过电容。

  

电容器是隔直流的,但为什么电池直流的确可以为电容器充电呢?

  

电容器是隔直流的,但为什么电池直流的确可以为电容器充电呢?

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