我們來(lái)看下圖:
圖中左側(cè)是電容C的充電回路,圖中右側(cè)是電容C的放電回路。充電和放電的轉(zhuǎn)換依靠開關(guān)K來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖中的R1是充電線路電阻,R2是放電的線路電阻,Rfz是負(fù)載電阻。由于題主未談及充電回路,因此我們把它忽略掉,僅僅討論放電回路。
我們來(lái)設(shè)想一下,現(xiàn)在電容上的電壓已經(jīng)充滿,電壓值為Uc。現(xiàn)在我們把開關(guān)K撥到右側(cè),也即R2的左側(cè)。
我們看如下幾件事:
第一件事:電容與電阻的乘積
也就是說(shuō),電容與電阻的乘積是時(shí)間。
第二件事:放電回路分析
當(dāng)放電時(shí),電容相當(dāng)于電源。根據(jù)基爾霍夫電壓KVL定律,我們有:
注意,這里的電容電壓和電容電流均是時(shí)間的函數(shù),電壓[公式]從Uc開始逐漸減小,而電流[公式]也逐漸減小。因此電容上的電壓有如下規(guī)律:
我們令
這里的[公式]又被稱為時(shí)間常數(shù),它的值等于放電回路的線路電阻R2與負(fù)載電阻Rfz之和,再乘以電容C得到的積。我們把這個(gè)式子代入到上式中,得到:
當(dāng)上式中t=0時(shí),
當(dāng)上式中時(shí),,相當(dāng)于電容上的電壓已經(jīng)放完了。
放電曲線如下:
結(jié)論:
答案是:電容放電其實(shí)是有時(shí)間性的。在時(shí)刻0,電容上的電壓為Uc,而在3倍時(shí)間常數(shù)時(shí),電容上的電壓只有5%Uc的電壓了。
可見,電容放電的電壓值是時(shí)間的函數(shù)。
同時(shí),在時(shí)刻零,電流最大。隨著時(shí)間的推移,電流越來(lái)越小。當(dāng)時(shí)間等于5倍時(shí)間常數(shù)時(shí),放電電流基本上等于零。