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电容两端电压计算公式解说

许多电容电路分析中需要用到电容两端电压不能突变的特性,这是分析电容器电路工作原理的一个重要特性,也是一个难点。

1、电容两端电压计算公式解说

电容两端电压不能突变的特性理解起来非常困难,在电容电路的分析中对这一特性的理解也很少。从电容两端电压的计算公式中可以相对方便地理解这一特性。

电容两端的电压U由下式决定:

式中     Q——电容器内部的电荷量;

            C——电容器的容量。

电容器内部没有电荷时,电容两端的电压为OV,电容中电荷越多,电容两端的电压越大。

电容两端的电压与电容量成反比关系,容量越大,电容两端的电压越小,说明在同样的电荷量时,大电容两端的电压低于小电容两端的电压。

2、充电过程电容两端电压不能突变特性解说

如图5-5所示是电容两端电压不能突变的特性示意图。E1是直流电源,S1是开关,R1是电阻,C1是电容,这是一个直流电源对电容C1充电的电路。

                                                  图5-5    电容两端电压不能突变的特性示意图

开关S1未合上时,电容C1中无电荷,由上述公式可知,因为Q=O,所以U=O,C1两端的电压为OV。

开关S1接通瞬间,对C1的充电要有一个过程,所以S1合上瞬间C1中仍然无电荷,C1两端的电压仍为OV。由于在开关S1合上前后瞬间电容中的电荷没有发生突然改变,所以电容两端的电压也不能发生突变,C1两端电压仍然为OV。

如果C1原先内部有电荷,则说明C1原先有电压,在接通电源瞬间C1两极板上的电压等于原先的电压,即电容两端的电压大小没有改变,电容两端的电压不能突变。

上面讲的是对电容器充电的情况,当电容器开始放电的瞬间,电容两端的电压也不能发生突变,原理一样,因为只有电容器内部的电荷量发生改变时,电容两端的电压才能发生改变,刚开始放电时电容器内部的电荷不能释放,所以电容两端的电压不变。

 

信息来源:电容器

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