关于电容电感充电放电

来源:本站
导读:目前正在解读《关于电容电感充电放电》的相关信息,《关于电容电感充电放电》是由用户自行发布的知识型内容!下面请观看由(电工技术网 - www.9ddd.net)用户发布《关于电容电感充电放电》的详细说明。

首先申明一点:电感是可以充电的,但它不能像电容那样长期储存电能。

它会在电流没有变化时把电能释放出去,一旦电流稳定了,其电能就没有了。

电感的充放电方向由外界方向方向决定。电总与电流变化方向相反。但它并不能阻止电流的变化。当外电流是正向增加,其充电方向就为正,外电流负向增加,其充电方向就为负。当外电流是正向减小,其放电方向就为正。处电流负向减小,其放电方向就为负。故其方向由完全由外界电流方向决定。

如果是直流电,电流方向不变,则电感充放电方向均为电流方向。如果是交流电,电感充放电方向就为交流瞬时方向,但该瞬间是放电还是充电,就得看正弦交流电的切线方向了。

电容电感充放电

L、C元件称为“惯性元件”,即电感中的电流、电容器两端的电压,都有一定的“电惯性”,不能突然变化。充放电时间,不光与L、C的容量有关,还与充/放电电路中的电阻R有关。“1UF电容它的充放电时间是多长?”,不讲电阻,就不能回答。

RC电路的时间常数:τ =RC

充电时,Uc=U×[1-e^(-t/τ )]U是电源电压

放电时,Uc=Uo×e^(-t/τ ) Uo是放电前电容上电压

RL电路的时间常数:τ =L/R

LC电路接直流,i=Io[1-e^(-t/τ )]Io是最终稳定电流

LC电路的短路,i=Io×e^(-t/τ )] Io是短路前L中电流

关于电容电感充电放电

以电容的充放电为例

假设有电源Vu通过电阻R给电容C充电,V0为电容上的初始电压值,Vu为电容充满电后的电压值,Vt为任意时刻t时电容上的电压值,那么便可以得到如下的计算公式:

Vt = V0 + (Vu – V0) * [1 – e^( -t/RC)]

如果电容上的初始电压为0,则公式可以简化为:

Vt = Vu * [1 – e^( -t/RC)]

由上述公式可知,因为指数值只可能无限接近于0,但永远不会等于0,所以电容电量要完全充满,需要无穷大的时间。

当t = RC时,Vt = 0.63Vu;

当t = 2RC时,Vt = 0.86Vu;

当t = 3RC时,Vt = 0.95Vu;

当t = 4RC时,Vt = 0.98Vu;

当t = 5RC时,Vt = 0.99Vu;

可见,经过3~5个RC后,充电过程基本结束。

当电容充满电后,将电源Vu短路,电容C会通过R放电,则任意时刻t,电容上的电压为:

Vt = Vu * e^( -t/RC)

对于简单的串联电路,时间常数就等于电阻R和电容C的乘积,但是,在实际电路中,时间常数RC并不那么容易算,例如下图(a)。

关于电容电感充电放电

对于上图(a),如果从充电的角度去计算时间常数会比较难,我们不妨换个角度来思考,我们知道,时间常数只与电阻和电容有关,而与电源无关,对于简单的由一个电阻R和一个电容C串联的电路来说,其充电和放电的时间参数是一样的,都是RC,所以,我们可以把上图中的电源短路,使电容C1放电,如上图(b)所示,很容易得到其时间常数:

t= RC = (R1//R2)*C

使用同样的方法,可以将下图(a)电路等效成(b)的放电电路形式,得到电路的时间常数:

t= RC = R1*(C1+C2)

关于电容电感充电放电

用同样的方法,可以将下图(a)电路等效成(b)的放电电路形式,得到电路的时间常数:

t= RC = ((R1//R3//R4)+R2)*C1

关于电容电感充电放电

对于电路时间常数RC的计算,可以归纳为以下几点:

1)。如果RC电路中的电源是电压源形式,先把电源“短路”而保留其串联内阻;

2)。把去掉电源后的电路简化成一个等效电阻R和等效电容C串联的RC放电回路,等效电阻R和等效电容C的乘积就是电路的时间常数;

3)。如果电路使用的是电流源形式,应把电流源开路而保留它的并联内阻,再按简化电路的方法求出时间常数;

4)。计算时间常数应注意各个参数的单位,当电阻的单位是“欧姆”,电容的单位是“法拉”时,乘得的时间常数单位才是“秒”。

对于在高频工作下的RC电路,由于寄生参数的影响,很难根据电路中各元器件的标称值来计算出时间常数RC,这时,我们可以根据电容的充放电特性来通过曲线方法计算,前面已经介绍过了,电容充电时,经过一个时间常数RC时,电容上的电压等于充电电源电压的0.63倍,放电时,经过一个时间常数RC时,电容上的电压下降到电源电压的0.37倍。

如上图所示,如通过实验的方法绘出电容的充放电曲线,在起点处做一条充放电切线,则切线与横轴的交点就是时间常数RC。

关于电容电感充电放电

提醒:《关于电容电感充电放电》最后刷新时间 2024-03-14 00:52:54,本站为公益型个人网站,仅供个人学习和记录信息,不进行任何商业性质的盈利。如果内容、图片资源失效或内容涉及侵权,请反馈至,我们会及时处理。本站只保证内容的可读性,无法保证真实性,《关于电容电感充电放电》该内容的真实性请自行鉴别。