許多電容電路分析中需要用到電容兩端電壓不能突變的特性,這是分析電容器電路工作原理的一個重要特性,也是一個難點。
1、電容兩端電壓計算公式解說
電容兩端電壓不能突變的特性理解起來非常困難,在電容電路的分析中對這一特性的理解也很少。從電容兩端電壓的計算公式中可以相對方便地理解這一特性。
電容兩端的電壓U由下式決定:
式中 Q——電容器內部的電荷量;
C——電容器的容量。
電容器內部沒有電荷時,電容兩端的電壓為OV,電容中電荷越多,電容兩端的電壓越大。
電容兩端的電壓與電容量成反比關系,容量越大,電容兩端的電壓越小,說明在同樣的電荷量時,大電容兩端的電壓低于小電容兩端的電壓。
2、充電過程電容兩端電壓不能突變特性解說
如圖5-5所示是電容兩端電壓不能突變的特性示意圖。E1是直流電源,S1是開關,R1是電阻,C1是電容,這是一個直流電源對電容C1充電的電路。
圖5-5 電容兩端電壓不能突變的特性示意圖
開關S1未合上時,電容C1中無電荷,由上述公式可知,因為Q=O,所以U=O,C1兩端的電壓為OV。
開關S1接通瞬間,對C1的充電要有一個過程,所以S1合上瞬間C1中仍然無電荷,C1兩端的電壓仍為OV。由于在開關S1合上前后瞬間電容中的電荷沒有發生突然改變,所以電容兩端的電壓也不能發生突變,C1兩端電壓仍然為OV。
如果C1原先內部有電荷,則說明C1原先有電壓,在接通電源瞬間C1兩極板上的電壓等于原先的電壓,即電容兩端的電壓大小沒有改變,電容兩端的電壓不能突變。
上面講的是對電容器充電的情況,當電容器開始放電的瞬間,電容兩端的電壓也不能發生突變,原理一樣,因為只有電容器內部的電荷量發生改變時,電容兩端的電壓才能發生改變,剛開始放電時電容器內部的電荷不能釋放,所以電容兩端的電壓不變。
信息來源:電容器