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      为什么电容器可以给电器供电,它不是只能瞬间输出电流吗?

      • 时间:2021-12-15 08:37:53
      • 作者:
      • 浏览:363次

      我们来看下图:

      01.jpg

      图中左侧是电容C的充电回路,图中右侧是电容C的放电回路。充电和放电的转换依靠开关K来实现。图中的R1是充电线路电阻,R2是放电的线路电阻,Rfz是负载电阻。由于题主未谈及充电回路,因此我们把它忽略掉,仅仅讨论放电回路。

      我们来设想一下,现在电容上的电压已经充满,电压值为Uc。现在我们把开关K拨到右侧,也即R2的左侧。

      我们看如下几件事:

      第一件事:电容与电阻的乘积

      61b9390d84213.jpg

      也就是说,电容与电阻的乘积是时间。

      第二件事:放电回路分析

      当放电时,电容相当于电源。根据基尔霍夫电压KVL定律,我们有:

      03-.jpg

      注意,这里的电容电压和电容电流均是时间的函数,电压[公式]从Uc开始逐渐减小,而电流[公式]也逐渐减小。因此电容上的电压有如下规律:

      04-.jpg

      我们令

      05-.jpg

      这里的[公式]又被称为时间常数,它的值等于放电回路的线路电阻R2与负载电阻Rfz之和,再乘以电容C得到的积。我们把这个式子代入到上式中,得到:

      06-.jpg

      当上式中t=0时,

      07-.jpg

      当上式中-.jpg时,08-.jpg,相当于电容上的电压已经放完了。

      放电曲线如下:

      09.jpg

      结论:

      答案是:电容放电其实是有时间性的。在时刻0,电容上的电压为Uc,而在3倍时间常数时,电容上的电压只有5%Uc的电压了。

      可见,电容放电的电压值是时间的函数。

      同时,在时刻零,电流最大。随着时间的推移,电流越来越小。当时间等于5倍时间常数时,放电电流基本上等于零。


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