电容充电的过程没有一个服众的解释

只看该作者 · 2010-10-23 14:07

本帖最后由 jack_shine 于 2010-10-23 14:23 编辑

,对电容充电的过程有几点疑惑，翻看坛子里以前类似的帖子都是众说纷纭，没有一个服众的解释，希望有高手破一破其中的禅机

   1 开关闭合的瞬间电容两端的电压不能突变（以电源负端为参考0电位，可以理解为A电的电位是5V，B点的电位也是5V？）
   2 鉴于以上观点  A点电位和电源正端电位相等  那就不存在电流  没有电子的流动  只有电源负端才有电流  于是电流流一圈的说法不成立
   3 A点的电位在充电的过程中是一直不变，还是有一个变化的过程（我知道B点的电位在这一过程是由高变低的）
   4 如果没有电阻，最终A点和电源正端等电位，B点和电源负端等电位
   5 没有电阻，接通的瞬间，高电位能把低电位拉高，而低电位不能把高电位拉低？
   希望高手能解此惑

2万 · 2010-10-24 01:45

to LZ：

具体不一一答你的问题，只想说明：

1）任何电源，导线都有电阻。
2）任何导线都有电感。
4）电容内（含导线或器件间）虽然没有传导电流，但存在位移电流（这是Maxwell的一大贡献）。

通常我们都非常习惯于用KVL，KCL分析电路，认为其可以无条件地应用于任何状态（如LZ所谓的R=0）。却不知KVL，KCL是从场方程那里经过若干近似后才得以存在。下面给出相关的近似条件：

1）回路中的磁通量变化率近似为零（电感线圈内不算）。
2）导线电阻为零（或等效为一个电阻）。
3）导线为等势体，即忽略导线上电势的波动性（一般认为波长比导线长一个数量级以上）。
4）导线，器件等之间或对地的位移电流近似为零（即近似地认为无分布电容）。

如此，才能使用KVL和KCL分析电路。随着信号频率的提高，通常上述条件中首先不满足的就是“导线为等势体”。因此必须引入传输线来替代原先的导线。如此处理，一方便考虑了导线上电势的波动性，此外由于采用了传输线这样的一维结构，使问题的处理变得相对简单。

至此，LZ可以针对你的问题参照上面所列的条件，看看那些成立，那些则不再成立。由此便可找到答案。

只看该作者 · 2010-10-23 14:30

看的人多，回复的少，抢个沙发先，呼叫maychang，chunyang，HWM，Powerants，awey，xwj等高手点破

只看该作者 · 2010-10-23 14:31

这个问题看似简单，其实不简单

2万 · 2010-10-23 14:58

开关闭合的t0时刻，确实没有电流，因为电路回路有一个面积，回路具有感性，但与楼主的2无关。
别的在大学书上都有了

只看该作者 · 2010-10-23 16:05

4# PowerAnts 电路回路有一个面积，回路具有感性 ?不是很理解

只看该作者 · 2010-10-23 16:09

希望老师们能针对我提的疑惑给出解释，是合理还是不合理，对还是不对，给出一个能有说服力的说法

只看该作者 · 2010-10-23 16:10

按照4楼蚂蚁老师的指示回去翻翻电路书先:)

只看该作者 · 2010-10-23 20:15

1# jack_shine

只看该作者 · 2010-10-23 20:26

1# jack_shine

这问题我也一直在思考，来看看你的第一点“1 开关闭合的瞬间电容两端的电压不能突变（以电源负端为参考0电位，可以理解为A电的电位是5V，B点的电位也是5V？）
”

这里我是这样理解：
1、电容两端的电压不能突变，指的是电容上的分压是不能突变的，因为电容两端要积累一些电荷后才能产生电压，所以上电的瞬间，电容A点、B点的电压都是5V才对，电容两端的电压降是0V，很真确，是这个样子。
2、再想一想上电瞬间电容遇到的电压是个什么样子，在上电瞬间电容A点的电压从0突变到5V，电容遇到的是个阶跃的电压，可以认为这个电压的频率是正的无群大，根据电容的阻抗公式：Z=1/jwc 此时的w无群大，说Z为0 ，电容的阻抗为0，所以上面的分压为0，所以A点、B点的电压相同。
3、关于你的第一点，我是这样理解的，盼您的指教，谢谢！

只看该作者 · 2010-10-23 20:33

1# jack_shine
看的出楼主，想要把学到的东西转化成自己能感知到的东西，是个在路上的人。

只看该作者 · 2010-10-23 20:45

场也是一种能量，两个极板间存在着电场。

3万 · 2010-10-23 20:47

1、正确。
2、错误。A点与电源正端之间电阻为零。
3、电源若是理想电压源，充电过程中A点电位不变。
4、正确。不过，有电阻情况最终也是同样的结果。电阻仅影响充电时间。
5、不太明白你的意思。

只看该作者 · 2010-10-23 21:50

学习学习

只看该作者 · 2010-10-23 22:50

1.电容两端电压不能突变的根本原因是电容两极板电荷量不能突变，电容两极板上有了电荷才会产生电场，有了电场才有电位差，电容两极板才有电压。
2.A点电位与电源正相等，但A与电源正之间的电阻也为0，所以楼主的逻辑不成立
3.若电源是理想的，A点电位不变
4.正确，不过有电阻也一样最后A与电源正电位相等，B与电源负电位相等
5.没有你说的拉高拉低一说，按你说的意思是相当于把一根导线直接连在电源正负极上，你说这时电源正和电源负的电位是什么情况呢？

只看该作者 · 2010-10-23 22:58

可以用示波器去测量

只看该作者 · 2010-10-24 00:46

1，是对的，想想复位电路是怎么实现的，电容不能突变就是瞬间当作短路就可以了。

只看该作者 · 2010-10-24 00:50

2.错了，开关瞬间当作电容短路，但是电容是储能原件，你可以看一下他的动态方程，电容极板两端有电压的变化，必然就有电流了。

只看该作者 · 2010-10-24 00:51

本帖最后由 lp1468 于 2010-10-24 00:59 编辑

3.假如电源是理想的话，A点的电位会一直不变，假如不是理想的变化也很小，查一下电源的负载调整度。

只看该作者 · 2010-10-24 00:52

4 如果没有电阻，最终A点和电源正端等电位，B点和电源负端等电位
是的。

只看该作者 · 2010-10-24 00:58

5 没有电阻，接通的瞬间，高电位能把低电位拉高，而低电位不能把高电位拉低？
假如是理想电源的话，接通瞬间应该是A5V,B0V。但是我们的电源都不是理想电路，会有内阻，那么就相当与一个R，所以A,B的变化关系和加一个电阻是一样的，时间长了而已。接通瞬间A点是高电位，B也是高电位，稳态后A点还是高电位，而B点接近于0V。也就是你说的接通的瞬间，高电位能把低电位拉高，而低电位不能把高电位拉低？

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