电容及其充放电1、电容的组成2、电容的作用3、电容的选取4、电容充放电过程5、充放电快慢因素和时间常数2014、8、7（一）电容的组成电容由两块导电的平行板构成，在两板之间填 充上绝缘物质或介电物质 。（二）电容的作用1、通交流隔直流 ? 2、存储和释放电荷（滤波）???例：滤波电容、旁路电容、去耦电容：其实都是滤波的，只是应用在不同的电路中，叫法和用法不一样。滤波电容，通常用在电源整流以后的电容，把整流电路交流整流成脉 动直流，通过充放电加以平滑的电容，一般都是电解电容，而且容量较 大，在微法级。旁路电容，是把输入信号中的高频成份加以滤除，主要是用于滤除高 频杂波的，通常用瓷质电容、涤纶电容，容量较小，在皮法级。 去耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象，去耦电容相当于电池， 利用其充放电，使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。它的容 量根据信号的频率、抑制波纹程度而定。? ?2（三）电容的选取1、 谐振回路：云母、高频陶瓷 隔直流：纸介、云母、涤纶、电解、陶瓷 滤波：电解电容 旁路：涤纶、纸介、陶瓷、电解 2、小容量：通常高频电路使用 大容量：滤波和存储电荷 一般来说：1uf以上的基本都是电解电容，1uf以下 的则多为瓷片电容 3、耐压值：实际承受的电压要小于其耐压值，如作 为滤波的电解电容耐压值要高于交流电有效值的 1.42倍。
（四）电容充放电过程1、充电：当电容和直流电源连接时，电池负极放出电子到 一块极板，电池正极将另一块极板上的电子吸了过去 ， 电子的移动形成了电流，此时的电路是通路。 电容UC=0,t=0时刻开关由2到1电容充放电， 电源开始对C充电，充电的 特性曲线如图所示2、放电：当C充满电后，UC=E，将开关打到2的位置，C开 始放电，特性曲线如下。 IC= UC/R，R为定值，因此可以看出电压和电流的变化成 正比关系。? 3、充放电的特点及规律?① 电容器的充放电是需要时间的。这是由于电容器的充 放电过程，实质是电容器上电荷的积累和消散的过程，也 因此其电压是不会突变的。 ② 在充电的开始阶段，充电电流较大， 上升较快，随着 UC的增长，充电电流逐渐减小，且上升速度变缓，而向 着电源电压E趋近。 ③从理论上来说，要使电容器完全充满，完成充电的全过?程是需要无限长的时间的。 最终也只能无限趋近电源电压。（五）充放电快慢因素及时间常数? ? ? ?图中电路无论是充电还是放电，都是一个串联形式的R-C 电路。 如果电容容量C较大，则产生一定的UC所需的电荷量就多电容充放电， 充满所需的时间也就长，反之则短。 将C固定，R值大时， 电流就会变小，电荷积累的时间就 变长，反之则短。
可见R和C值变大时，则充电变慢，反之则快。为了全面 的考虑R、 C对充、放电的影响，实际中用R、 C的乘积 来描述电路充放电的快慢，即时间常数τ，τ＝R· C。〔τ〕 ＝〔R〕· 〔C〕＝欧· 法＝（伏/安）· （库/伏）＝（安· 秒） /安＝秒 例如图所示电路中R＝10kΩ、 C＝500μF，则τ＝ 10×103×500×10－6＝5s。设，V0 为电容上的初始电压值； V1 为电容最终可充到或放到的电压值；Vt 为t时刻电容上的电压值。 则， Vt="V0"+（V1-V0）* [1-exp(-t/RC)] 或， t = RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]充放电时间确认：完全充满电需要无限长的时间，而实际 中经过3τ电容充了95%，5τ时则到了99.3%，从工程的观点看认为经过3τ—5τ的时间即可认为充放电过程已经结束。
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