為什麼電容器可以給電器供電,它不是只能瞬間輸出電流嗎?


有點意思的問題。

我們來看下圖:

圖中左側是電容C的充電迴路,圖中右側是電容C的放電迴路。充電和放電的轉換依靠開關K來實現。

圖中的R1是充電線路電阻,R2是放電的線路電阻,Rfz是負載電阻。

由於題主未談及充電迴路,因此我們把它忽略掉,僅僅討論放電迴路。

我們來設想一下,現在電容上的電壓已經充滿,電壓值為Uc。現在我們把開關K撥到右側,也即R2的左側。

我們看如下幾件事:

第一件事:電容與電阻的乘積

CR=frac{Q}{U} 	imes frac{U}{I} =frac{It}{U} 	imes frac{U}{I} =t

也就是說,電容與電阻的乘積是時間。

第二件事:放電迴路分析

當放電時,電容相當於電源。根據基爾霍夫電壓KVL定律,我們有:

u_{C} =i_{C} (R_{2} +R_{fz} )

注意,這裡的電容電壓和電容電流均是時間的函數,電壓u_{c} 從Uc開始逐漸減小,而電流i_{c} 也逐漸減小。因此電容上的電壓有如下規律:

u_{c} =U_{C} e^{-frac{t}{(R_{2} +R_{fz} )C} }

我們令(R_{2} +R_{fz} )C=	au

這裡的	au 又被稱為時間常數,它的值等於放電迴路的線路電阻R2與負載電阻Rfz之和,再乘以電容C得到的積。我們把這個式子代入到上式中,得到:

u_{c} =U_{C} e^{-frac{t}{	au }  }

當上式中t=0時,u_{c} =U_{C}

當上式中t=3	au 時,u_{c} =U_{C} e^{-3} approx 0.050U_{C},相當於電容上的電壓已經放完了。

放電曲線如下:

結論:

題主問題的答案是:電容放電其實是有時間性的。在時刻0,電容上的電壓為Uc,而在3倍時間常數時,電容上的電壓只有5%Uc的電壓了。

可見,電容放電的電壓值是時間的函數。

同時,在時刻零,電流最大。隨著時間的推移,電流越來越小。當時間等於5倍時間常數時,放電電流基本上等於零。

=============

其實,這個電路分析在大一學生們讀《電路分析》時出現在例題中,只不過大家把它忘記了而已。

====================

下圖是摘自《實用電工電子控制電路圖集》中的電容儲能直流系統電路,專門用於35KV變電站的直流屏,供大家參考。注意圖中我加了綠框的部分就是儲能電容:


它不是只能瞬間輸出電流嗎?

哪怕是普通電容,我就憋著一點一點放,不行嗎?更何況LC震蕩電路是中學內容啊!


用作儲能的電容器應該指的是超級電容器,電容量大,能量密度高。另外是否要瞬間放電看負載多大,直接短路的話隨便一個電池都行


電容器就相當於水庫,放電時間的長度取決於放電電流大小和電容量。

一盆水,拿個膠皮管,不一會兒就放完了,流量到後面越來越弱。

一個大水庫,用同樣的膠皮管,一年也放不了多少,而且流量穩定。

拿一盆水當電池,太勉強;拿水庫當電池,很理想。

我們平時見到的電容,容量都太小了,連水盆都比不上。

就是這樣子。


不是


麻煩題主貼出具體的應用場合或者電路圖。(真誠臉)


去淘寶,搜超級電容,然後店家就會手把手教你製作電磁炮


兩者並沒有本質差別,取決於電容的容量大小還有負載的性質。容量小如電蚊拍升壓器末端的高壓電容,提供擊穿空氣後瞬間的脈衝。容量大如混動汽車的蓄能裝置,提供汽車啟動瞬間上百A的啟動電流。原理沒有差異,以用途為導向,不同需求下的發展各異。


你短接它幹什麼。


謝邀。

世界並無絕對的瞬間,任何電容放電,都需要一定的時間(即使不考慮可能的再充電過程),一般說的瞬間,只是指時間很短。實際上,放電時間的長短,是與電容存儲的電量和對應的電路有關的,電量越大,放電時間越長,當時間長到一定的時候,就不能簡化為瞬間來分析來。


暫態過程,放電需要時間。


其實吧,答案很簡單,我們對電容的定義是最理想狀態之下的,瞬間放電是建立在導線和電容本身沒有電阻的情況下的結論。但是在實際工程應用中,除了在超低溫情況下的超導體之外,並沒有一種導體的電阻為零,所以其充放電時電流量為定值,只可以在某個時間段內進行充放電過程,而不會出現理論中瞬間充放電的情況。具體充放電的方程可以通過微分方程進行求解。當然,充滿電和放完電這兩個狀態需要根據工程實際進行近似處理,否則,純理論計算中會出現永遠充不滿或者永遠放不完的結果


這個問題要去研究一下電容器的內部組成不能只從理論上分析。搞懂他的內部組成及其相關作用就可以具體問題具體分析。

電容器有兩個工作原理及其放電和充電,既然是放電輸出的就有電流,雖然電流大小不恆定,它隨著時間的改變而改變,相當於一個交流電電源,具有隔直通交的作用。

不知道回答正確度高不高,但是這是我的想法。


以前單位生產的某產品,上線前,電容充電2小時。。。。。


大一電路分析有一章叫時域分析,RC電路中的電流和電壓都是時間t的函數


電容器在直流電的情況下根本無法供電,在交流電的情況下它也不是電源。但交流電的電流方向周期性的改變使得電容器來回的充放電,這樣也就使得本來沒有連通的線路也連通了。


謝邀。

的確可以,好像電動公交車的電源就是一堆電容器。

原理,,不清楚。


當然,這是一個正常的過程,而不是什麼瞬間過程。簡單起見,電容為C,電阻為R,原有儲存電荷量為Q.則

iR=-(dQ/dt)R=U=QC

Q(t)=Qexp(1-Ct/R)

這是指數衰減,明顯是過程。


推薦閱讀:

問電容發熱的原因和突變電容兩極電壓的可行性?
論機械設計自動化與電氣工程自動化比較,以後得工資水平,和一般的工作狀況,基本上能到什麼地方工作?
高壓直流斷路器目前的研究概況如何?
低壓成套配電櫃溫升試驗怎麼做?
電氣工程專業工作後如何學習 PLC 等技術?

TAG:物理學 | 電學 | 電氣工程 |