为什么电容器放电时电流会从大变小,这就涉及到电路的基本知识,以及电容器本身的特性和相关电路定律,下面就以一个简单的电容和一个电阻串联起来,再结合相关的理论来解释这一现象,先来看看电容的特点; 1:在电子元件中,电容器是一种常见的也很重要的储能元件,只通交流不通直流,其单位是F法拉,在物理学中的定义是单个极板带上的电荷除以两个极板之间的电压,即C=Q/U,而根据电流的定义又可以知道流过电容器的电流为i=dq/dt=d(Cu)/dt,这是电容器的特性。 2:然后我们把电容器和一个阻值为R的电阻串联起来,在开关闭合之前,电容器带有电压Uo,根据电路理论可知,uR-uC=0,将uR=Ri, i=-C duC/dt,带入上面的式子之后,就可以得到一个一阶齐次微分方程RC × duC/dt + uC = 0 ,由微积分知识可以知道,这个齐次方程的通解形式为uC=Ae^pt,我们把该式子带入原微分方程和把初始条件Uo带入式子后可以解出uC = Uo e ^ (-t/RC),可以看出电容再放电时呈现的是指数衰减模式,如图中所示的那样。 同时把RC定义为一个时间常数,将RC带去uC以后会发现结果为0.368Uo,这就说明经过一个时间常数以后,电压值变为原来的0.368倍,而电流也是如此,只要除以一个R就可以。由于指数的值是恒大于零的,所以要经过无限长的时间电容器上电压或者电流才能衰减完,但是在电路理论中通常认为经过3至5个时间常数就衰减完了,以上就是电容器放电为什么会从大变小的原因。 专注科学问答,欢迎关注与讨论 |
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