从能量角度来讲电容器的充电过程(电容器在充电过程中能量转化)

海潮机械 2023-01-07 02:59 编辑:admin 300阅读

1. 电容器在充电过程中能量转化

三极管的导通条件是基极-发射极电压大于0.7V就导通,要使三极管导通,就要使电容充电时达到这个条件,这也就是定时电路的条件。

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因为在通电瞬间电容两端是没有电压的,也就是电荷量最多,即电容两端电压为零而流过它的电流最大,这个过程称为给电容充电过程。

而随着电荷量得不断积累电压就会从零伏不断在上升,且不断得追赶着充电电源电压值,而在这个过程中,电压上升了但是电流却减小了。当电容两端的电压值和充电电源电压相等后,此时电流就变为0,这个过程叫充电结束。

扩展资料

蓄电池从外电路接受电能,转化为电池的化学能的工作过程。蓄电池在其能量经放电消耗后,通过充电恢复,又能重新放电,构成充放循环。一般用直流电流(也有用不对称交流电流或脉冲电流)充电。

不同情况下,采用不同的充电方法如恒流充电、恒电压充电、浮充电、涓流充电、急充电或这些方法的组合式充电等。

根据电量=电压*电流*时间的公式,在电量固定的情况下,只有通过增加电压或者增加电流的方式来缩短充电时间。

高压充电:高电压低电流模式,增加电压,需要在充电电路中设计多重降压电路。充电时,充电器会发热,手机也会发热,并影响电池的安全性。

低压充电:低电压高电流模式,增加电流,在充电器电路和电池电路中都引入MCU单片微型计算机来代替降压电路。在低电压高电流的前提下,通过开电压环实现分段横流的电流的输出。VOOC闪充使用了低电压高电流的解决思路,保证了安全性,解决了手机充电发热的问题。

2. 电容器充放电时能量转化

电容充满电的能量公式,W=1/2QU=1/2CU^2=Q^2/2c。

其中,W是电容器的总能量,Q是电容器的电量,C是电容器的电容,U是电容器两极板之间的电势差。

3. 电容器在充电过程中能量转化为能量吗

应该说,电池的化学能转化为电子的动能(电动能,电能的一种),电子移动的过程产生了电场,导致电动能减少,电势能增加.电势能存在的本质原因是电场的能量,所以可以认为电动能,转化为电场能.

4. 电容器充放电能量转化

电容器的充电过程,实质是电容器极板上电荷称累的过程。当电容器接通电源的瞬间,极板上还来不及积累电荷.端电压仍然等于零。随着时间的推移,在电场力的作用下,电容器极板上的电荷逐渐积累,端电压将随之上升。当充电到端电压等于电源电压时,则充电电流等于零,此时充电结束。

反之,在切断电源的瞬间,电容器极板上的电荷来不及释放,此时电容器的端电压仍然等于电源电压,中试控股随着极板上电荷的逐渐释放,两极板的电位差随之减小,当电位差等于零时,放电结束。由此可见,电容器两端的电压是靠电容器极板上的电荷维持的,电荷变化的过程实际是两极板间电场能量的积累和释放的过程,而能量的积累与释放需要一定的时间,故电容器充放电时,两端的电压不会突变。

5. 电容器充电过程的能量转化

电容是一种以电场形式储存能量的无源器件。在有需要的时候,电容能够把储存的能量释出至电路。电容由两块导电的平行板构成,在板之间填充上绝缘物质或介电物质。图1和图2分别是电容的基本结构和符号。

当电容连接到一电源是直流电 (DC) 的电路时,在特定的情况下,有两个过程会发生,分别是电容的 “充电” 和 “放电”。

若电容与直流电源相接,见图3,电路中有电流流通。两块板会分别获得数量相等的相反电荷,此时电容正在充电,其两端的电位差vc逐渐增大。一旦电容两端电压vc增大至与电源电压V相等时,vc = V,电容充电完毕,电路中再没有电流流动,而电容的充电过程完成。

由于电容充电过程完成后,就没有电流流过电容器,所以在直流电路中,电容可等效为开路或R = ∞,电容上的电压vc不能突变。

当切断电容和电源的连接后,电容通过电阻RD进行放电,两块板之间的电压将会逐渐下降为零,vc = 0,见图4。

在图3和图4中,RC和RD的电阻值分别影响电容的充电和放电速度。

电阻值R和电容值C的乘积被称为时间常数τ,这个常数描述电容的充电和放电速度,见图5。

电容值或电阻值愈小,时间常数也愈小,电容的充电和放电速度就愈快,反之亦然。

电容几乎存在于所有电子电路中,它可以作为“快速电池”使用。如在照相机的闪光灯中,电容作为储能元件,在闪光的瞬间快速释放能量。

6. 电容器充电时把电能转化为化学能

第一,假设,只有电源盒电容,由于电容存储的能量与电容量成正比,与电容器两端的电压平方成正比,所以当电容器两端电压升高时(就是电源对电容充电时),电容器存储的电能增加;当电容器两端电压降低时(就是电容放电时),电容器存储的电能减少,另外电容器的能量以电能方式存储。