電容器的充電和放電原理圖

電容是一種以電場(chǎng)形式儲(chǔ)存能量的無(wú)源器件。在有需要的時(shí)候，電容能夠把儲(chǔ)存的能量釋出至電路。電容由兩塊導(dǎo)電的平行板構(gòu)成，在板之間填充上絕緣物質(zhì)或介電物質(zhì)。圖1和圖2分別是電容的基本結(jié)構(gòu)和符號(hào)。

當(dāng)電容連接到一電源是直流電 (DC) 的電路時(shí)，在特定的情況下，有兩個(gè)過(guò)程會(huì)發(fā)生，分別是電容的 “充電” 和 “放電”。

若電容與直流電源相接，見(jiàn)圖3，電路中有電流流通。兩塊板會(huì)分別獲得數(shù)量相等的相反電荷，此時(shí)電容正在充電，其兩端的電位差vc逐漸增大。一旦電容兩端電壓vc增大至與電源電壓V相等時(shí)，vc = V，電容充電完畢，電路中再?zèng)]有電流流動(dòng)，而電容的充電過(guò)程完成。

由于電容充電過(guò)程完成后，就沒(méi)有電流流過(guò)電容器，所以在直流電路中，電容可等效為開(kāi)路或R = ∞，電容上的電壓vc不能突變。

當(dāng)切斷電容和電源的連接后，電容通過(guò)電阻RD進(jìn)行放電，兩塊板之間的電壓將會(huì)逐漸下降為零，vc = 0，見(jiàn)圖4。

在圖3和圖4中，RC和RD的電阻值分別影響電容的充電和放電速度。

電阻值R和電容值C的乘積被稱為時(shí)間常數(shù)τ，這個(gè)常數(shù)描述電容的充電和放電速度，見(jiàn)圖5。

電容值或電阻值愈小，時(shí)間常數(shù)也愈小，電容的充電和放電速度就愈快，反之亦然。

電容幾乎存在于所有電子電路中，它可以作為“快速電池”使用。如在照相機(jī)的閃光燈中，電容作為儲(chǔ)能元件，在閃光的瞬間快速釋放能量。