电容器充放电的特点及规律是怎样的?根据上面所得到的电容器的充放电时UC、IC的数据和曲线,可以归纳出几点很有实用价值的规律。上海衡丽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,由于电荷量的变化是需要时间的,所以充放电也是需要时间的。②在充电的开始阶段,充电电流较大,u上升较快,随着的增长,充电电流逐渐减小,且u的上升速度变缓,而向着电源电压E趋近。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长的时间的。但从中可以看到,在t=15s时,u=9.5V,已达到E的95%;在t=25s时,u=9.93V,实际上已经可以认为电容器基本上充满,充电过程已基本上结束。同样,在放电的开始阶段,电压UC及电流IC的变化也是较快的,而后期变的缓慢。在t=15s时,u=0.5V,仅为E的5%;在t=25s时,u=0.07V,此时可以认为电容器的电荷基本放光,完成了放电过程。总之,在分析实际问题时,可以认为电容器的充放电过程所需的时间是有限的。这就是说,对于上述实验电路,电容器自充、放电开始后15s~25s,从工程的观点看就完全可以认为充、放电已经结束。③在电容器刚刚开始充电或刚刚开始放电的瞬间,电容器的端电压及贮存的电荷Q都将保持着充、放电开始之前的数值。例如,充电前电容器的电压u=0V,则开始充电的瞬间UC仍保持为0V;而放电前如果电容器的u=E,则放电开始瞬间仍保持为E。即电容器的端电压u在充、放电开始的瞬间是不能突变的,电容器的这一特点非常重要,必须牢记。
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从理论上讲,对电容器而言,当容量一定后,频率越高容抗越小,日立电解电容收购的容量大,它的容抗应该很小,但是从它的等效电路中可以看出,一个容量比较大的电解电容器由一个容量和电容C1相等的纯电容C0和一个电感L0(等效电感)串联而成。
?在等效电路中,由于大容量的电解电容器还串联一个等效电感L0。当频率较高时纯电容C0的容抗很小,但是L0的感抗较大(频率越高,感抗越大),结果大电容器总的阻抗在高频时不是减小,反而增大,这说明大容量电解电容器的高频特性差。
大容量电解电容器产生等效电感L0的原因:由电解电容器结构可知,电容器两极板由铝箔(指铝电解电容器)构成,铝箔是导体,为了减小电解电容器的体积而将铝箔卷起来。
由电感器结构可知,将一个导体卷绕起来会出现电感。由于大容量电解电容器容量大,它的铝箔更长,卷绕得更多,这样存在等效电感且大到不能忽视的程度,导致大容量电解电容器的高频特性差。