请问电容在交流电中充放电的原理?
作者&投稿:康琛 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
电容在交流电路中不是相当于短路吗,怎么还能分压?哪位前辈解释下~
假设我们把交流电源NL两条线在正半周的时候理解N为正,L为负,那么在负半周时就是相反的,L为正,N为负了。
电容是无极性的,允许正反向充电的,那么理解的时候,给它的两个极也标上号,CP1和CP2。
连接时N接CP1,L接CP2,那么正半周时,CP1被充为正,CP2即为负,负半周时,由于极性相反,L所在的CP2原来为负,可是L现在是正极,N也同理,所以等于是反向充电,即放电过程。
另外,0、180、360(其实就是0)的时候的所谓0电位是指电源上的,不是电容上的,由于电容的作用,它上边的电压表现为滞后的相位。以180为例,180的时候,正半周刚好结束,此时电容上应带有正向的电压,需要到负半周时才能放掉,所以180时,理应是0电位的电容成了正电位,需要到进入负半周后才能真正的变为0电位。具体何时变成0,那要看电容的容量以及交流电频率。最晚有可能是360度相位时,早的话,理论上也晚于180相位。
假设中的电容耐压值是5V的话就承受不了交流10V的电压了,无论这个10V是有效值还是峰值,那样电容会爆的,就算能充进去,电压并不会被嵌在5V的,电容不是充电电池,没有自己固有的电压,它的电压只与充电电源的电压及充电电阻和时间有关,理论上能允到与充电电源相同的电压为止。
所以就算不爆炸,随着电压升高电容充满时不是5V而是10V。
至于我说的滞后问题,应该这样理解,电容的容量是有限的,这个可以当充电电池来理解,如果量小于正半周周期的话,可以说是0开始充电,未到180度就充满了,比如在47度时就满了,那么之后由于已经充满就不再往里充了,所以180之后就开始放电,此时电容两端在电放光前仍显正极性,而且在180+47=227度之前由于电都没有放光,都显正极性,直接227之后,由于电被放光了,所以会被充成负极性,也就是反过来了,注意这次讲的是首次充电的状态,而以后由于进入正半周的时候还有负极性的充电,所以要先放掉负极性的残电,才能再充。具体的可以自己算,但是不要忘了引入SIN函数,因为交流电是正弦变化的。
首先要强调:电容在交流电路中是导通的
电容由两块极板和中间的介质组成,当经过电流的正半周时,由于电容存在的充放点时间常数,会在电容内部产生电子的移动,负半周也一样,这个时间常数的存在,导致有电子移动后,也就是电流的定义了:电荷的移动形成电流,实际上,电容在交流电路中可以理解为,由于交流的频率大于其充放电的时间常数,才使得电容在交流电路中导通,而在直流电路中,电容接入的瞬间是导通的,电容充满点后,电压等于输入电压,电流为0,所以就不导电……
这很难说的清楚,建议你看一下相关书籍,高中物理教科书上就有你满意的答案……
风格
电容是有隔直通交的特性,但是电容也是用电器,接在交流电路中的电容看似交流电通过了,但不是那么回事,在交流电路中电容器的两极会反复的充放电,正是这个充放电的过程让人看起来似乎交流电不受到阻碍,正如电阻有阻抗、电感有感抗一样电容也有容抗也会对电流有一定的阻碍,而且电容性电路中电流是超前于电压达到峰值的,和纯电阻电路的相位不同。
相关解答如下:
1、电容不是对于交流电相当于短路吗?
答:不是简单的短路。
对于电阻为0的理想电容(这种电容实际上是不存在的),在接通的瞬间,等效于短路;随着电容被充电,电容的容抗越来越大,表现形式上就是“流过”电容的电流越来越小。
假设电容是C,流过的交流电频率是f:
电容对该交流电呈现的电阻(称为容抗)是:Rc=1/(2πfC)
实际上电容都是存在电阻的,因此在接通的瞬间,由于该电阻的存在,不可能达到“短路”的效果。
2、为什么交流电能给电容充电?
答:
电容本身是断路的,电源接通的瞬间,电容中接近电源一端的极板自然带电,另一极板自然带相反极性的电。从不带电到带足电,这一过程就是充电。
由于电容中电阻的存在,这一充电过程不可能是瞬时的,存在一个时间t。
3、电容充满以后,在电路中对于交流电来说相当于断路还是短路?
答:因为接的是交流电,电容外部的电极性是在周期性变化的。所谓充满电,只是一个很短时间的现象。此时,对交流电来说(其实直流电也一样),等效于断路。
紧跟着,外部的电极性发生逆转,充满电的电容开始放电。看起来,电路又导通了。
假设我们把交流电源NL两条线在正半周的时候理解N为正,L为负,那么在负半周时就是相反的,L为正,N为负了。
电容是无极性的,允许正反向充电的,那么理解的时候,给它的两个极也标上号,CP1和CP2。
连接时N接CP1,L接CP2,那么正半周时,CP1被充为正,CP2即为负,负半周时,由于极性相反,L所在的CP2原来为负,可是L现在是正极,N也同理,所以等于是反向充电,即放电过程。
另外,0、180、360(其实就是0)的时候的所谓0电位是指电源上的,不是电容上的,由于电容的作用,它上边的电压表现为滞后的相位。以180为例,180的时候,正半周刚好结束,此时电容上应带有正向的电压,需要到负半周时才能放掉,所以180时,理应是0电位的电容成了正电位,需要到进入负半周后才能真正的变为0电位。具体何时变成0,那要看电容的容量以及交流电频率。最晚有可能是360度相位时,早的话,理论上也晚于180相位。
假设中的电容耐压值是5V的话就承受不了交流10V的电压了,无论这个10V是有效值还是峰值,那样电容会爆的,就算能充进去,电压并不会被嵌在5V的,电容不是充电电池,没有自己固有的电压,它的电压只与充电电源的电压及充电电阻和时间有关,理论上能允到与充电电源相同的电压为止。
所以就算不爆炸,随着电压升高电容充满时不是5V而是10V。
至于我说的滞后问题,应该这样理解,电容的容量是有限的,这个可以当充电电池来理解,如果量小于正半周周期的话,可以说是0开始充电,未到180度就充满了,比如在47度时就满了,那么之后由于已经充满就不再往里充了,所以180之后就开始放电,此时电容两端在电放光前仍显正极性,而且在180+47=227度之前由于电都没有放光,都显正极性,直接227之后,由于电被放光了,所以会被充成负极性,也就是反过来了,注意这次讲的是首次充电的状态,而以后由于进入正半周的时候还有负极性的充电,所以要先放掉负极性的残电,才能再充。具体的可以自己算,但是不要忘了引入SIN函数,因为交流电是正弦变化的。
还不懂电容充放电?30秒带你了解电容充放电原理
首先要强调:电容在交流电路中是导通的
电容由两块极板和中间的介质组成,当经过电流的正半周时,由于电容存在的充放点时间常数,会在电容内部产生电子的移动,负半周也一样,这个时间常数的存在,导致有电子移动后,也就是电流的定义了:电荷的移动形成电流,实际上,电容在交流电路中可以理解为,由于交流的频率大于其充放电的时间常数,才使得电容在交流电路中导通,而在直流电路中,电容接入的瞬间是导通的,电容充满点后,电压等于输入电压,电流为0,所以就不导电……
这很难说的清楚,建议你看一下相关书籍,高中物理教科书上就有你满意的答案……
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