充放电
充电
- 电容器由a充电电力供应(例如电池)
- 充电时,电子从连接到电源正极的极板上被拉出来
- 因此离正极最近的极板是带正电的
- 它们在电路中移动,并被推到与负极相连的极板上
- 因此离负极最近的极板是带负电荷的
- 随着负电荷的积累,由于电子在平板上的静电斥力,更少的电子被推到平板上
- 当没有更多的电子被推到负极板上时,充电就会停止
平行极板电容器由两块导电极板组成,每个极板上都有相反的电荷
- 在充电开始时,电流很大,随着电子停止流过电路,电流逐渐降为零
- 电流减小指数级的
- 这意味着电流减少的速率与剩余的电流成正比
- 由于每个极板上都有相等但相反的电荷,极板之间的电位差慢慢增加,直到与电源的电位差相同
- 类似地,板的电荷慢慢增加,直到它在定义的最大电荷电容电容的
电容通过电池充电时,电流、p.d.和电荷随时间变化的曲线图
- 充电图的主要特征是:
- p - d的形状和时间图上的电荷是一样的
- 电流随时间变化的曲线是指数衰减曲线
- 电流的初始值从y轴开始,然后呈指数下降
- p.d.和电荷的初始值从0开始,直到最大值
卸货
- 电容器是出院通过电阻没有电源存在
- 电子现在从负极板流回正极板,直到每个极板上的电子数相等,并且它们之间没有电位差
- 充电和放电通常是通过移动连接电源和电阻之间的电容器的开关来实现的
电容器在P端充电,在Q端放电
- 放电开始时,电流为大(但方向与充电方向相反)并逐渐降至零
- 当电容器放电时,电流、pd和电荷都减小指数级的
- 这意味着电流、电流、电流或电荷减少的速率与剩余的电流、电流、电流或电荷成正比
- 电流、压强和电荷随时间的变化曲线图都是相同的,并遵循的模式指数衰减
电容通过电阻器放电时电流、pd和电荷随时间变化的曲线图
- 放电图的主要特征是:
- 电流的形状,pd和电荷随时间的变化图是相同的
- 每幅图都显示了梯度递减的指数衰减曲线
- 初始值(通常称为我0,V0而且问0分别)从y轴开始,呈指数下降
- 电容器放电的速率取决于电阻电路的
- 如果阻力是高,电流会减少,电荷从电容器极板流出的速度会更慢,这意味着电容器将需要更长的时间放电
- 如果阻力是低,电流将增加,电荷将从电容器板快速流动,这意味着电容器将放电更快
考试技巧
确保你能够轻松地绘制和解释充电和放电图,因为这些是常见的考试问题。
记住,常规电流是在相反电子流的方向。
研究电容器的充放电
实验目的
- 这个实验的总体目的是计算电容器的电容。这只是如何实施这一实际要求的一个例子
变量
- 独立变量=,t
- 因变量=电位差,V
- 控制变量:
- 电阻器电阻
- 电路中的电流
设备清单
- 决议测量设备:
- 电压表= 0.1 V
- 秒表= 0.01秒
方法
- 设置仪器像上面的电路,确保开关没有连接X或Y(没有电流流过)
- 将电池组设置为10v的电位差,并使用10 kΩ电阻
- 注意:电容器最初应完全放电
- 将开关置于点位,使电容器充满电X
- 电压表读数应与电池读数相同(10v)
- 把开关移到点位Y
- 每10秒记录电压读数,直到0 V。总共要取8-10个读数
结果分析
- 电容上的电位差(p.d.)由以下公式定义:
- 地点:
- V=穿过电容器的p.d. (V)
- V0=穿过电容器的初始p.d (V)
- t=时间(秒)
- e指数函数
- R=电阻电阻(Ω)
- C=电容器的电容(F)
- 对ln(V)方程两边同时取ln(ln)
- 将其与直线方程y = mx + c进行比较
- y= ln (V)
- x= t
- 梯度= -1/RC
- c = ln(V0)
- 绘制ln(V)对t画一条最合适的线
- 计算梯度(这应该是负的)
- 电容器的电容等于:
实验评估
系统误差:
- 如果使用数字电压表,如果它在两个之间切换,则等待读数确定在一个值上
- 如果使用模拟电压表,请在与电压表的眼睛水平位置读取电压表,以减少视差误差
- 确保电压表从零开始,以避免零误差
随机误差:
- 使用电阻大的电阻器,使电容器放电足够慢,以准确地采取在p.d.间隔时间
- 使用数据记录仪可以在特定时间为警方提供更准确的结果。这将减少反射速度的误差,需要停止秒表在一定的pd。
- 这个实验可以通过测量电容器充电的时间来重复
安全注意事项
- 保持水或任何液体远离电气设备
- 确保没有电线或连接损坏
- 确保使用适当的保险丝,以避免短路或火灾
- 使用电阻过低的电阻器不仅意味着电容器放电过快,而且由于大电流,电线会变得非常热
- 这将影响结果,并引入安全隐患
- 电容器在断电后仍能保留电荷,这可能会导致触电
- 这些应该完全排出,并在几分钟后取出