电容的选取与充放电时间的计算

1、电容的选取 与 充放电时间的计算电容的选取：电容在电路中实际要承受的电压不能超过它的耐压值。 在滤波电路中， 电容的耐压值不要小于交流有效值的 1.42倍。使用电 解电容的时候，还要注意正负极不要接反。不同电路应该选用不同种类的电容。 揩振回路可以选用云母、 高 频陶瓷电容， 隔直流可以选用纸介、 涤纶、云母、电解、陶瓷等电容， 滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电 容。电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现 象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐 压等符号容易看到，以便核实。电容的原理：在电子线路中， 电容用来通过交流而阻隔直流， 也

2、用来存储 和释放电荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。小容量的电容，通常 在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往 往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点，一般 1卩F以上的电 容均为电解电容，而1卩F以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他 的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个 铝壳，里面充满了电解质，并引出两个电极，作为正（ +）、负（ -） 极，与其它电容器不同，它们在电路中的极性不能接错，而其他电容 则没有极性。把电容器的两个电极分别接在电源的正、 负极上，过一会儿 即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（学了以后的教程， 可以用万用表观察）

3、，我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立 起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器 两端有一定的电压。 电容器储存的电荷向电路释放的过程， 称为电容 器的放电。举一个现实生活中的例子， 我们看到市售的整流电源在拔下 插头后，上面的发光二极管还会继续亮一会儿，然后逐渐熄灭，就是 因为里面的电容事先存储了电能， 然后释放。 当然这个电容原本是用 作滤波的。至于电容滤波，不知你有没有用整流电源听随身听的经历， 一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波 电容，造成耳机中有嗡嗡声。 这时可以在电源两端并接上一个较大容 量的电解电容（1000卩F,注意正极接正极），

4、一般可以改善效果。 发烧友制作 HiFi 音响，都要用至少 1 万微法以上的电容器来滤波， 滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流， 而且大电容的储能作用， 使得突发的大信号到来时， 电路有足够的能量转换为强劲有力的音频 输出。这时，大电容的作用有点像水库，使得原来汹涌的水流平滑地 输出，并可以保证下游大量用水时的供应。电子电路中，只有在电容器充电过程中，才有电流流过，充 电过程结束后，电容器是不能通过直流电的，在电路中起着 “隔直 流”的作用。电路中，电容器常被用作耦合、旁路、滤波等，都是利 用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器 呢？我们先来看看交流电的特点。 交流电

5、不仅方向往复交变， 它的大 小也在按规律变化。电容器接在交流电源上，电容器连续地充电、放 电，电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流。-y" 电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电 容器的两端的电压超过了它的额定电压， 电容器就会被击穿损坏。 一 般电解电容的耐压分档为 6.3V，10V，16V，25V，50V 等。电子论坛电容充放电时间的计算：1. 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。 “1

6、UF 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：t =RC充电时，uc二Ux 1-eA(-t/ t ) U是电源电压放电时，uc二Uo x eA(-t/ t )Uo是放电前电容上电压RL 电路的时间常数： t =L/RLC 电路接直流， i=Io1-eA(-t/ t ) Io 是最终稳定电流LC 电路的短路， i=Io x eA(-t/ t ) Io 是短路前 L 中电流2. 设 V0 为电容上的初始电压值； V1 为电容最终可充到或放到的电压值； Vt 为 t 时刻电容上的电压值。则 :Vt=V0 + (V1-V0) x 1-exp(-t/RC)或t = RC

7、 x Ln (V1 - V0)/(V1 - Vt)例如，电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电,VO=O,V仁E , 故充到 t 时刻电容上的电压为：Vt=E x 1-exp(-t/RC)再如，初始电压为E的电容C通过R放电，V0=E , V1=0，故放到t时刻电容上的电压为： Vt=E x exp(-t/RC)又如，初值为1/3VCC的电容C通过R充电，充电终值为Vcc，问充 到 2/3Vcc 需要的时间是多少？V0=Vcc/3 ， V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3 ，故 t=RC x Ln(1-1/3)/(1-2/3)=RC x Ln2 =0.693RC注：以上exp()表示以e为底

8、的指数函数；Ln()是e为底的对数函数3. 提供一个恒流充放电的常用公式：/ Vc=I* / t/C.再提供一个电容充电的常用公式：Vc=E(1-e-(t/R*C)。RC电路充电公式 Vc=E(1-e-(t/R*C)中的：-(t/R*C)是e的负指数项。关于用于延时的 电容用怎么样的电容比较好，不能一概而论，具体情况具体分析。实 际电容附加有并联绝缘电阻， 串联引线电感和引线电阻。 还有更复杂 的模式-引起吸附效应等等。供参考。E 是一个电压源的幅度， 通过一个开关的闭合，形成一个阶跃信号并通过电阻R对电容C进行充电。E也可以是一个幅度从0V 低电平变化到高电平幅度的连续脉冲信号的高电平幅度。

9、 电容两端电 压Vc随时间的变化规律为充电公式 Vc二E（1-e-（t/R*C）。其中的： -（t/R*C）是e的负指数项，这里没能表现出来，需要特别注意。式中 的t是时间变量，小e是自然指数项。举例来说：当t=0时，e的0 次方为1,算出Vc等于0V。符合电容两端电压不能突变的规律。对 于恒流充放电的常用公式：/Vc=I* /t/C，其出自公式： Vc=Q/C=I*t/C 。举例来说：设 C=1000uF,I 为 1A 电流幅度的恒流源 （即：其输出幅度不随输出电压变化）给电容充电或放电,根据公式 可看出,电容电压随时间线性增加或减少, 很多三角波或锯齿波就是 这样产生的。 根据所设数值与公

10、式可以算出, 电容电压的变化速率为 1V/mS。这表示可以用5mS的时间获得5V的电容电压变化；换句话 说，已知Vc变化了 2V,可推算出，经历了 2mS的时间历程。当然 在这个关系式中的 C 和 I 也都可以是变量或参考量。 详细情况可参考 相关的教材看看。供参考。4. 首先设电容器极板在t时刻的电荷量为q,极板间的电压为u.根据回路电压方程可得：U-u=IR（I 表示电流）,又因为 u=q/C,I=dq/dt（ 这儿的 d 表示微分哦 ）,代入后得到：U-q/C=R*dq/dt,也就是 Rdq/(U-q/C)=dt, 然后两边求不定积分，并利用初始条件：t=O,q=O就得到q=CU【1-eA -t/(RC)】这就是电容器极板上的电荷随 时间 t 的变化关系函数。 顺便指出，电工学上常把 RC 称为时间常数。相应地，利用 u=q/C, 立即得到极板电压随时间变化的函数，u=U【1-eA -t/(RC)】。从得到的公式看，只有当时间t趋向无穷大时, 极板上的电荷和电压才达到稳定，充电才算结束。但在实际问题中，由于1-e A-t/(RC)很快趋向1,故经过很短的一段时 间后，电容器极板间电荷和电压的变化已经微乎其微， 即使我们用灵