介绍电容与电压电流的关系 |
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两块平行的金属极板就构成一个电容元件。在外电源的作用下,两个极板上能分别存贮等量的异性电荷形成电场,贮存电能。因此,电容元件是一种能聚集电荷,贮存电能的二端元件。 1、电容元件的定义: 两片靠得很近,相互平行且大小相同的金属板A、B,中间隔以绝缘介质就构成了一个平行板电容器。 电容器一个极板上储存的电量q与电容器两端电压u的比值称为电容器的电容量,用符号C表示。因此: 当电压u的单位为伏特(V),电量q的单位为库仑(C)时,则电容量C的单位为法拉,符号为(F)。常用单位有微法(uF)、皮法(pF),它们间的关系是: 2、电容元件的伏安关系及储能 上式表示,某一时刻电容元件上的电流与其两端电压在该时刻的变化率成正比,即电容元件上的电压变化得愈快,电流也就愈大;当电容元件上加以直流电压时,由于其变化率为零,电容电流则为零。因此电容元件具有断直流、通交流的作用。 上式说明,电容元件在某时刻t的电压,不仅与该时刻的电流i(t)有关,而且与该时刻以前的所有电流有关。因此,电容元件是一种记忆元件,电容元件上的电压记忆了该时刻之前所有电流作用的效果。 当电容元件的电压、电流参考方向关联时,它吸收的功率应为: 显然:可正,表示电容被充电而储存能量;可负,表示电容放电而释放能量;可为零。 电容元件从t0到 t这段时间内吸收的能量为: 假设uC(t0) = 0,即电容没有初始储能,则: 上式说明,某一瞬时电容元件的储能仅与电容大小及该时刻的电压值有关,而与通过电容的电流大小无关。 |
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