图解电容充放电

首先。怎么判断电容在直流电路中充放电时电流的流向？

　　1 应该是电池负极放出电子到一块极板，电池正极将另一块极板上的电子吸了过去。

　　2 此时电路是通路   电容的充放电过程，你这么理解是对的。

　　3 这个问题，要看这个电路对电容充放电的时间周期。如果高于交流电的周期，那么电容电还没放完，电流方向就改变，开始反向充电，这样电容电压始终不能回零。 如果小于交流电周期，电流还没有回落到零，电容已放电完毕。 总之，只有两周期相同时，电容电压才和电路电压变化一致。

　　将电容器的两端接上电源。（注意电容及电池连接的极性，电解电容器的负极应与电池的负极相接）电容器就会充电，有电荷的积累。两端电压不断升高，当电容器两端电压U_C同电池电压E相等时，充电完毕。此时U_C（电容器两端电压）＝Q（电容器充电的电量）/C（电容器的电容量），

　　当电容器两端去掉电源改加电阻等负载时，电容器进行放电。放电电流I＝U_C/R（注意Q是逐渐减少的，U_C也是逐渐减少的，所以I也是逐渐减少的）。

　　电容是一种以电场形式储存能量的无源器件，在选择电容时，要注意保证其质量，可以选择知名品牌的电容，如国巨电容。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。

图1: 电容的基本结构

图2: 电容的电路符号

　　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V_C逐渐增大。一旦电容两端电压V_C增大至与电源电压V相等时，V_C= 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。

图3: 电容正在充电

　　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V_C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，V_C= 0，见图4。

图4: 电容正在放电

　　在图3和图4中，R_C和R_D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。

图5: 在充电及放电过程中的电压vc 和电流iC

　　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。