观测电容特性完整版

1、 首首 页页 一、电容器一、电容器 1、电容器构成和表示符号、电容器构成和表示符号互相绝缘的导体互相绝缘的导体 2、电容量定义、电容量定义 2、电容器分类、电容器分类 按绝缘介质来分，有瓷介电容、云母电容、按绝缘介质来分，有瓷介电容、云母电容、 薄膜电容、纸介电容和电解电容（有极性）等等。薄膜电容、纸介电容和电解电容（有极性）等等。 U Q C + 首首 页页 二、二、RC电路中电容的充放电特性电路中电容的充放电特性 R C 12 K E 1、电容充放电情况、电容充放电情况 如图电路，开关如图电路，开关K 打向打向1：电容充电：电容充电 打向打向2：电容放电：电容放电 uc E i （uR）

2、E/R （E） 首首 页页 2 2、电容的充放电规律、电容的充放电规律 设设 充电过程：充电过程： t=0时，时，uc=0 放电过程：放电过程： t=0时，时，uc=E 则则 i、uc变化遵循如下规律：变化遵循如下规律： 充电过程：充电过程： 放电过程：放电过程： R C 12 K E ）（ RC/- /RC/- -1 , t Rc RCt R t eEuEu EeRiue R E i RC/- /RC/- ,- t Rc RCt R t Eeuu EeRiue R E i 首首 页页 t uc E 充电过程的充电过程的uct 和和 it图线：图线： 放电过程的放电过程的uct 和和 it图线

3、：图线： t uc E RC/-t c Eeu ）（ RC/- -1 t c eEu t i ,R -E/R RC/- RC/- - t R t C Eeu e R E i -ER u C i t i ,R E/RRC/- RC/- t R t C eEu e R E i E C i R u 首首 页页 （1）在充放电过程中）在充放电过程中uc、i 均按指数规律变化，只均按指数规律变化，只 不过充电时电容电压是逐渐上升，放电时则是逐渐不过充电时电容电压是逐渐上升，放电时则是逐渐 减小；减小； （2）电容两端电压不可跃变，而流过的电流可跃）电容两端电压不可跃变，而流过的电流可跃 变。例如：变。例

4、如： 开关打向开关打向1前后一瞬前后一瞬 u uc c(0(0- -)=)=u uc c(0(0+ +)=0)=0，i (0(0- -)=0, )=0, i (0(0+ +)=E/R)=E/R 开关打向前后一瞬开关打向前后一瞬 u uc c(0(0- -)=)=u uc c(0(0+ +)=E)=E， i(0(0- -)=0, )=0, i(0(0+ +)=E/R)=E/R。 首首 页页 RC 令令: 时间常数时间常数等于充电时电压等于充电时电压uC上升到初始值上升到初始值E的的 63.2%(或放电时电压或放电时电压uC衰减到初始值衰减到初始值E的的36.8%)所所 需的时间。需的时间。 物理

5、意义物理意义: EEuC368. 0e 1 t当当 时时, EeEuc632. 0-1 1 - ）（充电充电: 放电放电: E eEuc 632.0 -1 1- ）（ t uc E 0.632E 充电 t uc E 0.368E EEeuc368. 0 1- 放电 首首 页页 RC/-t c Eeu t t uc E E ）（ RC/- -1 t c eEu R C E 首首 页页 R Cr 0.056 F 1k =RC=0.056ms 微分电路：微分电路： t； 电阻输出。电阻输出。 f=10KHz f=500Hz t t f=100KHz t ms f t005. 0= 2 1 = f=1

6、000Hz ms f t5 . 0= 2 1 = ms f t05. 0= 2 1 = t ， 充电过程：充电过程： uCmax0.632E uRmin0.368E 首首 页页 f=1KHz f=100KHz f=10KHz f=500Hz R C r 1k 0.056 F t ， 充电过程：充电过程： uCmax0.632E uCmin0.368E 积分电路：积分电路： t； 电容输出。电容输出。 =RC=0.056ms 当输入方波的频率一定当输入方波的频率一定 时，时，值越大，三角波的值越大，三角波的 线性越好，但其幅度也随线性越好，但其幅度也随 之下降。之下降。值变小时，波值变小时，波

7、形的幅度随之增大，但其形的幅度随之增大，但其 线性将变坏。线性将变坏。 ms f t005. 0 2 1 首首 页页 因为：因为： 所以：所以： 四、电容容抗和频率的关系四、电容容抗和频率的关系 fC Z ZIURIU c ccR 2 1 = =,= c R fRU U C 2 = R C r I UR UC 若R已知，只要用电压表测出稳态下UR和UC， 从频率计读出频率值，便可应用上式计算C值。 首首 页页 l可以利用放电过程来测量电阻或电容： uc E E u u t t c u t RCt RCt Eeu Eeu / / uu t R C uu t C R tt RCu u e e u u Eeu Eeu RCt RCt RCt RCt ln 1 ln 1 )( 1 ln / / / / 或 用示波器（光标法） 测出 ，便 可从给出的R或C, 间接测出C或R。 tuu 和、 首首 页页 利用电容的充放电特性测量电容值：利用电容的充放电特性测量电容值： 1、如图1，从示波器上读出充电或放电图线上 0.632E或0.368E处对应的时间，若R已知则C也 就可以算出。 2、如图2，在