電容充放電任務要求怎麼寫 - 電容充放電計算，要求有計算公式和詳細計算過程

電容充電放電時間計算公式

設，V0 爲電容上的初始電壓值；

V1 爲電容最終可充到或放到的電壓值；

Vt 爲t時刻電容上的電壓值。

則，

Vt="V0"+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)]

或，

t = RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]

例如，電壓爲E的電池透過R向初值爲0的電容C充電V0=0,V1=E，故充到t時刻電容上的電壓爲：

Vt="E"*[1-exp(-t/RC)]

再如，初始電壓爲E的電容C透過R放電V0=E,V1=0，故放到t時刻電容上的電壓爲：

Vt="E"*exp(-t/RC)

又如，初值爲1/3Vcc的電容C透過R充電，充電終值爲

Vcc，問充到2/3Vcc需要的時間是多少？

V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3，故

t="RC"*Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC*Ln2

=0.693RC

電容是怎麼充電放電過程如圖，電容C1的兩端（AB）都有電壓，此時假如電容內的電全部放完，這時電容是怎麼充電的，由於A,B兩端電壓不可能一模一樣，那麼電容充電是A,B兩端都有電流流入電容內充電，還是電壓高的一端的電流流入電容（而不管電容的正負極），而電壓低的一端則直接流向三極管基極或是集電極。

(1) 電容器在充、放點（儲存於釋放電荷）的過程中，必然在電路中產生電流，但這個電流並不是從電容的一個極板穿過絕緣物進入另一極板，而是在電容外的電路中來回流動。

(2) 電容兩端的電壓是逐漸變化的，即電容上有點啞不能突變。當電容器中未充電時，電容兩端電壓爲零，隨着充電電荷的增加。電容兩端電壓逐漸增大，知道等於電源電壓爲止。放電時，電容兩端電壓也是逐漸下降到零。

電池負極放出電子到一塊極板，電池正極將另一塊極板上的電子吸了過去。此時電路是通路，電容的充放電過程，這個電路對電容充放電的時間週期。如果高於交流電的週期，那麼電容電還沒放完，電流方向就改變，開始反向充電，這樣電容電壓始終不能回零。 如果小於交流電週期，電流還沒有回落到零，電容已放電完畢。 總之，只有兩週期相同時，電容電壓才和電路電壓變化一致。

將電容器的兩端接上電源。（注意電容及電池連接的極性，電解電容器的負極應與電池的負極相接）電容器就會充電，有電荷的積累。兩端電壓不斷升高，當電容器兩端電壓Uc同電池電壓E相等時，充電完畢。此時Uc（電容器兩端電壓）=Q（電容器充電的電量）/C（電容器的電容量），當電容器兩端去掉電源改加電阻等負載時，電容器進行放電。放電電流I=Uc/R（注意Q是逐漸減少的，Uc也是逐漸減少的，所以I也是逐漸減少的）。

當電容連接到一電源是直流電 （DC） 的電路時，在特定的情況下，有兩個過程會發生，分別是電容的 “充電” 和 “放電”。

若電容與直流電源相接，見圖1，電路中有電流流通。兩塊板會分別獲得數量相等的相反電荷，此時電容正在充電，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，vc = V，電容充電完畢，電路中再沒有電流流動，而電容的充電過程完成。

圖1： 電容正在充電

由於電容充電過程完成後，就沒有電流流過電容器，所以在直流電路中，電容可等效爲開路或R = ∞，電容上的電壓vc不 能突變。

當切斷電容和電源的連接後，電容透過電阻RD進行放電，兩塊板之間的電壓將會逐漸下降爲零，vc = 0，見圖2。

圖2： 電容正在放電

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的乘積被稱爲時間常數τ，這個常數描述電容的充電和放電速度，見圖3。

圖3： 在充電及放電過程中的電壓vc 和電流iC

電容值或電阻值愈小，時間常數也愈小，電容的充電和放電速度就愈快，反之亦然。

電容幾乎存在於所有電子電路中，它可以作爲“快速電池”使用。如在照相機的閃光燈中，電容作爲儲能元件，在閃光的瞬間快速釋放能量。

充電和放電是電容器的基本功能。

充電 使電容器帶電（儲存電荷和電能）的過程稱爲充電。這時電容器的兩個極板總是一個極板帶正電，另一個極板帶等量的負電。把電容器的一個極板接電源（如電池組）的正極，另一個極板接電源的負極，兩個極板就分別帶上了等量的異種電荷。充電後電容器的兩極板之間就有了電場，充電過程把從電源獲得的電能儲存在電容器中。

放電 使充電後的電容器失去電荷（釋放電荷和電能）的過程稱爲放電。例如，用一根導線把電容器的兩極接通，兩極上的電荷互相中和，電容器就會放出電荷和電能。放電後電容器的兩極板之間的電場消失，電能轉化爲其它形式的能。

在一般的電子電路中，常用電容器來實現旁路、耦合、濾波、振盪、相移以及波形變換等，這些作用都是其充電和放電功能的演變。

控制超級電容器的放電：超級電容器的電阻阻礙其快速放電，超級電容器的時間常數τ在1~2s，完全給阻-容式電路放電大約需要5τ，也就是說如果短路放電大約需要5~10s。

（由於電極的特殊結構它們實際上得花上數個小時才能將殘留的電荷完全放乾淨） 放電的控制時間： 超級電容器可以快速充放電，峯值電流僅受其內阻限制，甚至短路也不是致命的。 實際上決定於電容器單體大小，對於匹配負載，小單體可放10A，大單體可放1000A。

另一放電率的限制條件是熱，反覆地以劇烈的速率放電將使電容器溫度升高，最終導致斷路。 超級電容器（Supercapacitors,ultracapacitor），又名電化學電容器（Electrochemical Capacitors），雙電層電容器（Electrical Double-Layer Capacitor）、黃金電容、法拉電容，是從上世紀七、八十年代發展起來的透過極化電解質來儲能的一種電化學元件。

兩個互相平行靠近的金屬極板（電容器），當兩極板分別連接電池的正負極時，

電源開始對電容器充電，

極板上電荷越來越多，極板電壓也不斷上升，直到極板電壓等於電池電壓，

這個過程，如果你用電壓表測量極板兩端電壓，

你會發現，充電過程，電壓表指示值一直不停上升；

電容器充滿電後，你把一隻小燈泡接在兩極板，電容器開始對燈泡放電，並可能點亮燈泡，

隨着電容器不斷放電，極板電荷越來越少，極板電壓越來越低，燈泡也越來越暗，，，

直到完全熄滅，電容器內的電荷放完了。

電容器充電、放電過程可以用水池蓄水、放水打比仿。

電容器充電，電流流入電容器 電容器兩端電壓上升 電荷被儲存在電容器中；

水池蓄水 水流流入水桶，水桶中的水位上升，水被儲存在水桶中。

電容器放電，電流流出電容器 電容器兩端電壓下降 電容器中電荷被釋放；

水池放水 水流流出水桶，水桶中的水位下降，水桶中的水被放出。