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充电机电容充放电原理

2017-6-29 9:25:33      点击:

充电机电容是一种以电场形式储存能量的无源器件。在有需要的时候,充电机电容能够把储存的能量释出至充电机电路。充电机电容由两块导电的平行板构成,在板之间填充上绝缘物质或介电物质。图1和图2分别是充电机电容的基本结构和符号。

充电机电容充放电原理

当充电机电容连接到一充电机是直流电 (DC) 的充电机电路时,在特定的情况下,有两个过程会发生,分别是充电机电容的 “充电” 和 “放电”。

若充电机电容与直流充电机相接,见图3,充电机电路中有电流流通。两块板会分别获得数量相等的相反电荷,此时充电机电容正在充电,其两端的电位差vc逐渐增大。一旦充电机电容两端电压vc增大至与充电机电压V相等时,vc = V,充电机电容充电完毕,充电机电路中再没有电流流动,而充电机电容的充电过程完成。

充电机电容充放电原理

由于充电机电容充电过程完成后,就没有电流流过充电机电容器,所以在充电机电路中,充电机电容可等效为开路或R = ∞,充电机电容上的电压vc不能突变。

当切断充电机电容和充电机的连接后,充电机电容通过电阻RD进行放电,两块板之间的电压将会逐渐下降为零,vc = 0,见图4。

充电机电容充放电原理

在图3和图4中,RC和RD的电阻值分别影响充电机电容的充电和放电速度。

电阻值R和充电机电容值C的乘积被称为时间常数τ,这个常数描述充电机电容的充电和放电速度,见图5。

充电机电容充放电原理

充电机电容值或电阻值愈小,时间常数也愈小,充电机电容的充电和放电速度就愈快,反之亦然。

充电机电容几乎存在于所有电子充电机电路中,它可以作为“快速电池”使用。如在照相机的闪光灯中,充电机电容作为储能元件,在闪光的瞬间快速释放能量。