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电容器是隔直流的,但为什么电池直流的确可以为电容器充电呢?
在电路分析里,电路的响应有两种,一种是零输入相应响应,一种是零状态响应。
1、零输入响应,指的是输入信号为零。
2、零状态响应,指的是电路中所有储能元件和各种电源的状态均为零。
一、在分析零状态响应事,要把电压源短路,电流源开路。
对于电容来说,在零状态响应的通电瞬间,它可以认为是电压为零的电压源,所以它相当于短路。
电容的充电分为两部分,其一是暂态的过渡过程,其二是稳态过程。所谓电容隔直流,其实指的是它的稳态特性。在稳态下,电容的等效电阻为无穷大,直流电流无法通过它,故通过电容电流为零,最多只有极小的漏电流;
在暂态情况下,电容是可以留过电流的,其中在初始时刻,电流因为电容近似为电压源,它的特征近乎为短路,故电流的初始值最大。
二、如果电源为交流,当电流取最大值时,电压为最小值,而电压为最小值,而电流取最小值时,电压反而为最大值。所以对于交流电源而言,流过电容的电流超前电容电压90度。
故电容是可以用来隔直流,但只有在稳态时电容才具有这种性能。当直流电压迅速变化时,也即电源不断地从零变化到最大值,在变道零,以此循环往复,电容不但不会隔直流,反而成为一个阻抗近似为零的元件。当用直流电源给电容充电,并且时间足够长,则电容的充电电压可以达到电源电动势相同的水平。即电容是储能元件,它能储存能量。
电容器是阻隔直流电流的,电流无法通过。
他的充电的原理是:
电容器的两端加上静态的电压——依然还是没有电流下,形成一个”静电场”!而且其电压等于峰值。这就是所谓的电容器“充电”。
正是因为电容器隔直流,所以直流电才可以给电容充电。首先要明白电容的结构是什么,如下图,电容是由两个金属极板之间加绝缘介质,然后在极板上引出两个电极,这很形象的解释了电容的符号为什么是这个样子。下面我们来分别说下交直流给电容充电的原理。
直流给电容充电
如上图,当把开关SW闭合之后,电源E向电容充电,上面的极板带正电荷,下面的极板带负电荷,正负电荷相互吸引,就像两块磁铁相互吸引一样,随着电容两端的电压不断升高,两极板积累的正负电荷也在不断增加,直到电容两端电压等于电源电压,充电结束。假如我们把充满电的电容从电路中拿出来,极板上的电荷并不会马上消失,而是能够存储一段时间。
交流电给电容充电
上面所说是直流电向电容充电的原理,正是因为直流电有一正一负的极性,所以才能够给电容充电,这就是电容为什么隔直流。如果充电电源为正弦交流电,如上图,交流电的极性是不断变化的,当交流电源施加在电容两端,在交流电的正半周时,电容两端的电压极性为上正下负,此时电容被正向充电;在交流电的负半周时,电容两端的电压极性为下正上负,电容被反向充电,这样一来,电容两个极板上的电荷始终不能积聚起来,也就不能形成充电,这也是电容为什么可以通交流的原因。
看到这里,相信你已经明白了电容为什么可以隔直流通交流,又为什么只有直流电才可以为电容充电的原因。明白了就为我点个赞👍吧!
电容的特性是隔直流通交流,这个是大家都熟悉的,同时电容又是一个储能元器件,可以储存电荷。在给电容充电时都会选择直流,为什么?和大家分享一下。
电容的隔直流功能
电容是由两个极板构成的,两个极板不直接接触。电容两端的电压不会发生突变,在通电瞬间上下极板是导通的,然后开始充电,两端电压上升,等到充满之后极板间电压恒定不再发生变化。所以,在电容两端加载直流电,电容两端的电压最终会稳定在充电电压左右。
电容的通交流功能
由于电容具有储能功能,加载直流电会充电。而交流电的方向是周期性变化的。电容在正半周内充电,在负半周内放电,这样就导致交流电看起来是通过了电容,但是电容对交流电起到了延迟作用,即相位延迟。
直流对电容充电
直流加在电容两端后,电容充电,一直冲到和电源等电位后,停止充电,而当电源移除后可以放电,容量越大储能能力越强。下图是简单的RC充放电电路。
最后附上一个视频来演示电容的充放电。
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电容器是由两个相互绝缘的金属导体组成,金属导体面积越大,距离越近电容量越大。电容量和中间绝缘体的介电常数有关。电容对直流电是绝缘的,直流电不能通过电容器。但没有带电的电容器在接通电路时,电路的电压加在电容器两个极板上,在两个极板产生电场,由于电场力的作用,使两个极板吸引电荷,当电荷产生的内电场和电路产生的外电场平衡时,电容器充电结束,电容器对于外电路呈现绝缘状态。由于交流电电压是变动的,电容器电场永远不会平衡,永远处于充放电状态,但电子没有通过绝缘体,只是在极板上变化。
空气压缩机启动电容如何接线?
启动电容一端是通过单相电机端盖处离心开关与运行电容一端接在一起,另一端直接和运行电容接在一起。简单说就是启动电容通过离心开关与运行电容并联,电机启动后离心开关断开启动电容。找到离心开关的两条条线,启动电容一任意一条线接离心开关的一条线,离心开开关的另一条线接在运行电容一端。
这种电机一般是单相电机,和单相电机的接法是一样的,只是实物接线柱有点差异而已,请关注:容济点火器
1)电机静止时离心开关是接通的,给电后起动电容参与起动工作;
2)当转子转速达到额定值的70%至80%时离心开关便会自动跳开,起动电容完成任务,并被断开;
3)运行电容串接到起动绕组参与运行工作。
这种接法一般用在空气压缩机,切割机,木工机床等负载大而不稳定的地方。带有离心开关的电机,如果电机不能在很短时间内启动成功,那么绕组线圈将会很快烧毁。电容值:双值电容电机,起动电容容量大,运行电容容量小,耐压一般大于400V。
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