电容充放电与电荷泻放

时间：2008-08-19 13:41:19 来源：作者：点击：25

电容充放电电路如图所示。开关在如图中位置时，电源对电容充电，电容两端电压逐渐增大，到最后电容对直流相当于断路，所以电容两端电压与电源电压相等。此时，将开关切换到另一端，电容两端电压不能突变，将在存在电阻的电路中放电，直至电荷量完全消失。这个就是电容的充放电过程。

电容充放电的时间只与电阻和电容值的大小有关，与电源电压的大小无关。这个时间可以表示成RC的乘积，即时间常数τ。
对于RC进行公式推导有

在电容充电过程中，电路中电压和电流的变化规律如下：

时间常数代表了充放电的时间，从已有的实验结果来看，电容充放电是一个符合指数关系变化的，在τ的时间内，电容两端电压达到63.2%；在3τ的时间内，电容两端电压达到95%；在5τ的时间内，电容两端电压达到99.3%。而放电过程与充电过程相反。

静电放电对小型元器件会产生影响，这种瞬变的干扰脉冲可能造成损坏。可以用RC滤波、限流电阻、分流电路来防护。若要泻放掉电荷，可以对已经充电的电容形成回路。根据时间常数τ，电容不容易改变的情况下，减小电阻会显著的减少时间常数，加快电荷泻放。采用模拟开关，当电荷过大时，控制模拟开关闭合，相当于在电容上并联了一个很小的电阻，实现电荷泻放。若电荷泻放掉以后，开关再断开，恢复原电路。而驱动开关闭合动作的一般可以用外部按键，也可以根据具体电路的情况，选取标志性电压或电流，结合运放搭成的比较器实现。

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