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直流電為什么可以給電容充電？
2022-06-20

大家都知道，在電源電路中，電容器具有隔直流，通交流的功能。交流電的本身特性和電容器存儲(chǔ)電荷的作用，使得交流電能順利通過電容器，充當(dāng)了一個(gè)臨時(shí)電源的作用。而電容器不讓直流電通過，那直流電為什么可以給電容充電？比如電池就是直流電就可以給電容充電，這是一個(gè)什么原理？ 電容充電電荷分析 電容器是由兩個(gè)相互絕緣的金屬導(dǎo)體組成，金屬導(dǎo)體面積越大，距離越近電容量越大。電容量和中間絕緣體的介電常數(shù)有關(guān)。電容對(duì)直流電是絕緣的，直流電不能通過電容器。但沒有帶電的電容器在接通電路時(shí)，電路的電壓加在電容器兩個(gè)極板上，在兩個(gè)極板產(chǎn)生電場，由于電場力的作用，使兩個(gè)極板吸引電荷，當(dāng)電荷產(chǎn)生的內(nèi)電場和電路產(chǎn)生的外電場平衡時(shí)，電容器充電結(jié)束，電容器對(duì)于外電路呈現(xiàn)絕緣狀態(tài)。由于交流電電壓是變動(dòng)的，電容器電場永遠(yuǎn)不會(huì)平衡，永遠(yuǎn)處于充放電狀態(tài)，但電子沒有通過絕緣體，只是在極板上變化。 電容充電電路分析 電路的響應(yīng)有兩種，零輸入相應(yīng)響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)。 1、零輸入響應(yīng)，是指電路輸入信號(hào)為零。 2、零狀態(tài)響應(yīng)，是指電路的儲(chǔ)能元器件（電容、電感類元件）和各種電源無初始儲(chǔ)能或狀態(tài)為零，僅由外加激勵(lì)源引起的響應(yīng)。 一、分析零狀態(tài)響應(yīng)，需要電壓源短路，電流源開路。 對(duì)于電容器，在零狀態(tài)響應(yīng)的通電瞬間，它可以認(rèn)為是電壓為零的電壓源，所以它相當(dāng)于短路。 電容的充電分為兩部分，一部分時(shí)暫態(tài)的過渡過程，另一部分時(shí)穩(wěn)態(tài)過程。所謂電容隔直流，其實(shí)指的是它的穩(wěn)態(tài)特性。在穩(wěn)態(tài)下，電容的等效電阻為無窮大，直流電流無法通過它，故通過電容電流為零，最多只有極小的漏電流； 在暫態(tài)情況下，電容是可以留過電流的，其中在初始時(shí)刻，電流因?yàn)殡娙萁茷殡妷涸矗奶卣鹘鯙槎搪?，故電流的初始值最大? 二、如果電源為交流，當(dāng)電流取最大值時(shí)，電壓為最小值，而電壓為最小值，而電流取最小值時(shí)，電壓反而為最大值。所以對(duì)于交流電源而言，流過電容的電流超前電容電壓90度。 故電容是可以用來隔直流，但只有在穩(wěn)態(tài)時(shí)電容才具有這種性能。當(dāng)直流電壓迅速變化時(shí)，也即電源不斷地從零變化到最大值，在變道零，以此循環(huán)往復(fù)，電容不但不會(huì)隔直流，反而成為一個(gè)阻抗近似為零的元件。當(dāng)用直流電源給電容充電，并且時(shí)間足夠長，則電容的充電電壓可以達(dá)到電源電動(dòng)勢相同的水平。即電容是儲(chǔ)能元件，它能儲(chǔ)存能量。

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