FDG6335N在實際電路中,電容器作為電路中的一個重要元件要與其他元件聯接,從而完成某種特定的電路功能。因此,我們必須對電容器的充、放電規律加以分析。

為了更好地理解電容器與其他元件聯接后,電容器所發揮的作用,首先分析純電容電路的充電、放電過程。

電容器的充電過程

如圖2.6-24所示,該電路是一個純電容通過多位開關與電源相聯接的例子(假設電源內阻為零)。在圖2.6-24(a)中,一個未充電的電容器與一個四位開關相聯,當開關接在位置1時,電路處于斷路狀態,電容兩端沒有電壓。此時,我們稱之為初始狀態,電容器的兩個極板之間沒有靜電場,極板呈中性。

當開關接在位置2時,電源電壓加在電容器的兩個極板之間,此時我們稱之為電容器的充電狀態。在這種條件下,電容器被即刻充滿電荷。(有關充電時間的問題將在時間常數中闡述)如圖2.6-24(b)所示,電子將出現在整個電路中,它從電源的負端流出到達電容器的負極板,電容器正極板上的電子流向電源的正端。此時,將電流表串聯在電路中,電流表的指針就會擺動,這就是電容器充電時電路中出現的短暫的電涌電流,即:充電電流。

當電容器充滿電荷時,其兩端的電壓在數值上與電源電壓相等。此時,電容器兩個極板之間的電場強度最強。因此,在電介質中存儲的電能達到最大。充滿電的電容器存儲的電能最多。

當電容器充滿電時,將開關換到位置3,如圖2.6-25(a)所示。

此時,該極板上的電子被隔離,由于電子的排斥作用,將沒有電子再回到正極板。電容器上將保持一定量的充電電荷。在此應該說明:電容器充滿電之后,其上保持電荷量的多少,取決于絕緣材料的絕緣程度。如果把絕緣材料理想化,即:認為絕緣材料可以完全絕緣,那么,電容器上將一直保持滿電荷量c但在實際中,沒有理想絕緣介質材料,它們都存在漏電現象,即:有很小的漏電電流流過電介質。最終,這一電流將使已充在電容器上的電荷逐漸放掉。基于這一原因,任何電容器都不能將電容器上的電荷永久地保存住。一個高質量的電容器可以將充在其上的電荷保存一個月或更長時間。由于電容器中可以存儲電能,因此,帶有電荷的電容器可以等效為電源。