1. 电容器充放电能量转化
静态-C=Q/Uab;动态-C=△Q/△Uab
-C为电容容量,Q为C储存的电量,Uab为C两端电压。
2、上述公式,在结合Q=It,可得到电容基本方程:
此公式是电容瞬时电压与瞬时电流的关系。
3、电容充电有关:
电容充电
电容充电公式
其中,τ(tao)=RC为时间常数。一般来说,电容经过3~4τ的时间,电容电压可达到充电电压的95%,我们便认为电容充电完毕。
4、电容放电有关:
电容放电
电容放电公式
同样,经过3~4τ的时间,我们便认为放电完毕。
5、电容充放电时间公式:
T=RC*㏑[(Vu-V0)/(Vu-Vt)]
-V0 为电容上的初始电压值
-Vu 为电容充满终止电压值
-Vt 为任意时刻t,电容上的电压值
6、电容存储能量公式:Wc=CUab^2。此公式在计算整流桥后滤波电容容量时常用,由CUpeak^2-CUmin^2=Pt进行计算。
电容在电路中无论起到什么功能,都是一个充放电的过程。最后,分析电容电路原理时,还需要记住电容的两个特性:
1、隔直通交
2、电容两端电压不可突变;电容电势可突变
2. 电容器充放电电荷移动
电容器在没有充电的情况下内部的正负荷由于极性吸引的作用,正负荷结合,因此相互抵消,不会产生电位差,也不会产生电压。但电荷受电场力的作用而移动。在外电场的作用下,电容器的负电荷则会通过外电源跑到电容器的负极,电容器的负极由于得到了负电荷所以它带负电,电容器的正极由于失去了负电荷所以它带正电。由于电容器的两个电极相互绝缘,分离出来的电荷不能自动回到原来的位置。如果电容器放电的正负荷再次结合,这就是电容器的工作原理。
需要强调的是自由电子移动的方向和电流的方向相反!
3. 电容器充放电能量转化公式
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。
4. 电容器充放电能量转化为电能
首先说,电容和电感都不消耗能量,只是把能量储存起来,或者说是转移过来。比如说一个电路既有电容电感又有电阻,只有电阻消耗能量。如果说电阻的阻抗是一个实数的话,电容的容抗就是一个负虚数,电感的感抗是一个正虚数(欧拉方程、电路相量法)。也就是说,电容不能等效成电阻,而虚数阻抗是不会产生功率的。
5. 电容器充电过程中什么能转化为什么能
超级电容和充电电池并联可以蓄电; 电池上并联超级电容只在电动车启动、加速为电机加力.。不需加任何电路,直接把电容并联在电池两端即可,效果一样。启动、加速时电容器与电池同步向电机供电,加速、制动时电池向电容充电,效率100%(没有转换效率问题)
6. 电容器把电能转化为什么能量
电容中间的电介质起提高电容容量的作用 。 加入电介质后,存储电荷的能力高了, 所以电容也就升高了. 电介质的电阻率一般都很高,被称为绝缘体.如果不加电介质的话,空气会有一定的导电能力,因而存储电荷的能力会弱一些,而加入电介质后,电容正负极板的绝缘性能就要比没有电介质时好,也就是存储电荷的能力高了,所以电容也就升高了.
7. 电容器充电放电能量转化
1.充电过程:
电容在充电过程中,电容器主要是储存了电能(电荷),也就是储存能量;在放电过程中,由于电容器对正、负电荷进行中和,就会放出了能量。电容器的充电过程中,随着电容器两极板上所带的电荷量的增加,电容器两端电压会逐渐增大,充电电流逐渐减小,当充电结束时,电流为零,电容器两端电压等于电源电压。
2.放电过程
电容器的放电过程中,随着电容器极板上电量的减少,电容器两端电压逐渐减小,直到放电电流也逐渐减小为零,此时放电过程结束。
8. 电容器充电时把电能转化为化学能
不导通。
电容器充电的时间一般是几个纳秒,因为它的原理是通过施加电场,电荷在导体间的转移而完成的。 充电器充电的简单原理一般就是个电解池,充好之后放点就是个原电池,你施加电场把充电器内的储能物质变成可以在需要时能自发通过转化化学能而放电的物质。