為什麼電容器放電時電流會從大變小,這就涉及到電路的基本知識,以及電容器本身的特性和相關電路定律,下面就以一個簡單的電容和一個電阻串聯起來,再結合相關的理論來解釋這一現象,先來看看電容的特點;
1:在電子元件中,電容器是一種常見的也很重要的儲能元件,只通交流不通直流,其單位是F法拉,在物理學中的定義是單個極板帶上的電荷除以兩個極板之間的電壓,即C=Q/U,而根據電流的定義又可以知道流過電容器的電流為i=dq/dt=d(Cu)/dt,這是電容器的特性。
2:然後我們把電容器和一個阻值為R的電阻串聯起來,在開關閉合之前,電容器帶有電壓Uo,根據電路理論可知,uR-uC=0,將uR=Ri, i=-C duC/dt,帶入上面的式子之後,就可以得到一個一階齊次微分方程RC × duC/dt + uC = 0 ,由微積分知識可以知道,這個齊次方程的通解形式為uC=Ae^pt,我們把該式子帶入原微分方程和把初始條件Uo帶入式子後可以解出uC = Uo e ^ (-t/RC),可以看出電容再放電時呈現的是指數衰減模式,如圖中所示的那樣。
同時把RC定義為一個時間常數,將RC帶去uC以後會發現結果為0.368Uo,這就說明經過一個時間常數以後,電壓值變為原來的0.368倍,而電流也是如此,只要除以一個R就可以。由於指數的值是恆大於零的,所以要經過無限長的時間電容器上電壓或者電流才能衰減完,但是在電路理論中通常認為經過3至5個時間常數就衰減完了,以上就是電容器放電為什麼會從大變小的原因。
為什麼電容器放電時電流會從大變小,這就涉及到電路的基本知識,以及電容器本身的特性和相關電路定律,下面就以一個簡單的電容和一個電阻串聯起來,再結合相關的理論來解釋這一現象,先來看看電容的特點;
1:在電子元件中,電容器是一種常見的也很重要的儲能元件,只通交流不通直流,其單位是F法拉,在物理學中的定義是單個極板帶上的電荷除以兩個極板之間的電壓,即C=Q/U,而根據電流的定義又可以知道流過電容器的電流為i=dq/dt=d(Cu)/dt,這是電容器的特性。
2:然後我們把電容器和一個阻值為R的電阻串聯起來,在開關閉合之前,電容器帶有電壓Uo,根據電路理論可知,uR-uC=0,將uR=Ri, i=-C duC/dt,帶入上面的式子之後,就可以得到一個一階齊次微分方程RC × duC/dt + uC = 0 ,由微積分知識可以知道,這個齊次方程的通解形式為uC=Ae^pt,我們把該式子帶入原微分方程和把初始條件Uo帶入式子後可以解出uC = Uo e ^ (-t/RC),可以看出電容再放電時呈現的是指數衰減模式,如圖中所示的那樣。
同時把RC定義為一個時間常數,將RC帶去uC以後會發現結果為0.368Uo,這就說明經過一個時間常數以後,電壓值變為原來的0.368倍,而電流也是如此,只要除以一個R就可以。由於指數的值是恆大於零的,所以要經過無限長的時間電容器上電壓或者電流才能衰減完,但是在電路理論中通常認為經過3至5個時間常數就衰減完了,以上就是電容器放電為什麼會從大變小的原因。