电容充放电任务要求怎么写 电容充放电计算,要求有计算公式和详细计算过程

电容充电放电时间计算公式

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)* [1-exp(-t/RC)]

或，

t = RC*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V0=0,V1=E，故充到t时刻电容上的电压为：

Vt="E"*[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"*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"*Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC*Ln2

=0.693RC

电容是怎么充电放电过程如图，电容C1的两端（AB）都有电压，此时假如电容内的电全部放完，这时电容是怎么充电的，由于A,B两端电压不可能一模一样，那么电容充电是A,B两端都有电流流入电容内充电，还是电压高的一端的电流流入电容（而不管电容的正负极），而电压低的一端则直接流向三极管基极或是集电极。

(1) 电容器在充、放点（储存于释放电荷）的过程中，必然在电路中产生电流，但这个电流并不是从电容的一个极板穿过绝缘物进入另一极板，而是在电容外的电路中来回流动。

(2) 电容两端的电压是逐渐变化的，即电容上有点哑不能突变。当电容器中未充电时，电容两端电压为零，随着充电电荷的增加。电容两端电压逐渐增大，知道等于电源电压为止。放电时，电容两端电压也是逐渐下降到零。

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。此时电路是通路，电容的充放电过程，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Uc同电池电压E相等时，充电完毕。此时Uc（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=Uc/R（注意Q是逐渐减少的，Uc也是逐渐减少的，所以I也是逐渐减少的）。

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1，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。

图1： 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2。

图2： 电容正在放电

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3。

图3： 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。

充电和放电是电容器的基本功能。

充电 使电容器带电（储存电荷和电能）的过程称为充电。这时电容器的两个极板总是一个极板带正电，另一个极板带等量的负电。把电容器的一个极板接电源（如电池组）的正极，另一个极板接电源的负极，两个极板就分别带上了等量的异种电荷。充电后电容器的两极板之间就有了电场，充电过程把从电源获得的电能储存在电容器中。

放电 使充电后的电容器失去电荷（释放电荷和电能）的过程称为放电。例如，用一根导线把电容器的两极接通，两极上的电荷互相中和，电容器就会放出电荷和电能。放电后电容器的两极板之间的电场消失，电能转化为其它形式的能。

在一般的电子电路中，常用电容器来实现旁路、耦合、滤波、振荡、相移以及波形变换等，这些作用都是其充电和放电功能的演变。

控制超级电容器的放电：超级电容器的电阻阻碍其快速放电，超级电容器的时间常数τ在1~2s，完全给阻-容式电路放电大约需要5τ，也就是说如果短路放电大约需要5~10s。

（由于电极的特殊结构它们实际上得花上数个小时才能将残留的电荷完全放干净） 放电的控制时间： 超级电容器可以快速充放电，峰值电流仅受其内阻限制，甚至短路也不是致命的。 实际上决定于电容器单体大小，对于匹配负载，小单体可放10A，大单体可放1000A。

另一放电率的限制条件是热，反复地以剧烈的速率放电将使电容器温度升高，最终导致断路。 超级电容器（Supercapacitors,ultracapacitor），又名电化学电容器（Electrochemical Capacitors），双电层电容器（Electrical Double-Layer Capacitor）、黄金电容、法拉电容，是从上世纪七、八十年代发展起来的通过极化电解质来储能的一种电化学元件。

两个互相平行靠近的金属极板（电容器），当两极板分别连接电池的正负极时，

电源开始对电容器充电，

极板上电荷越来越多，极板电压也不断上升，直到极板电压等于电池电压，

这个过程，如果你用电压表测量极板两端电压，

你会发现，充电过程，电压表指示值一直不停上升；

电容器充满电后，你把一只小灯泡接在两极板，电容器开始对灯泡放电，并可能点亮灯泡，

随着电容器不断放电，极板电荷越来越少，极板电压越来越低，灯泡也越来越暗，，，

直到完全熄灭，电容器内的电荷放完了。

电容器充电、放电过程可以用水池蓄水、放水打比仿。

电容器充电，电流流入电容器 电容器两端电压上升 电荷被储存在电容器中；

水池蓄水 水流流入水桶，水桶中的水位上升，水被储存在水桶中。

电容器放电，电流流出电容器 电容器两端电压下降 电容器中电荷被释放；

水池放水 水流流出水桶，水桶中的水位下降，水桶中的水被放出。