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根據(jù)電容參數(shù)“C ”的定義，可知電容元件極板上電荷量 q 等于電容 C 乘以極板間電壓 u ,，即q =Cu ,。這說明，在電壓相同的情況下,，電容 C 越大,，電容元件所能容納(存儲)的電荷就越多，存儲的電場能量也就越大,。那么,，電容元件在電路中的電壓與電流又是怎樣的關系呢?我們往下看。

▎一,、電容參數(shù)的交直流電路

由q =Cu ,，顯然，若電容兩端的電壓發(fā)生改變,，其極板上的電荷量也會發(fā)生變化(電容C為常數(shù),，固定不變)。電荷量的變化,，由電荷的移動形成,，例如電壓變小，極板上的電荷量也要隨之減少,，換言之,，極板上的部分電荷沿導線跑掉了。而電荷的沿導線跑動就是電流,。即電容電壓的變化,，會使得電容上有電流流過，如下圖1-2-2所示,。

圖1-2-2

舉一反三,，若電容兩端的電壓不變，極板上的電荷量也就保持不變,，沒有電荷的定向移動,，即電容上沒有電流流過，這就是電容的隔直作用,。

1,、電容參數(shù)的直流電路

如下圖1-2-3所示的直流電路中，開關斷開,，假設電容極板上的初始電荷量為零,，顯然，電容兩端的初始電壓也為零,。

圖1-2-3

(1)閉合開關S1,，電容開始充電，所謂充電,，就是電荷逐漸向極板上堆集,，電容兩端的電壓逐漸增大。此時的電容就像一個三天不吃飯的乞丐，開關一閉合瞬間,，電容大口吃飯(充電),，電流最大，隨著電容吃得越飽,，電荷的聚集速度越慢,，即電流越小，其曲線如圖1-2-4所示,。

圖1-2-4

這個電容的充電過程很快,，直到電容的電壓等于電源電壓，充電完畢,，此時電流也變?yōu)榱?，這就是電容元件的零狀態(tài)響應，充電過程對應的電路就稱為暫態(tài)過程,。關于更多暫態(tài)電路的內(nèi)容,，在這里我就不展開講啦，因為是真的很難!

(2)電容充電完畢后,，開關S1打開,，顯然，電容極板上堆集的電荷無處可走,，一直呆在極板上,，這表示電容元件一直存儲這電場能量。

(3)閉合開關S2,，此時電容兩極板上的異性電荷就像做擴散運動一樣往電阻處跑,，再電阻處相結合，釋放能量!這就是電容元件的放電過程,，電壓與電流君呈衰減趨勢,，如圖1-2-5所示。

圖1-2-5

直流電路中,，電容元件的影響主要體現(xiàn)在開關通斷期間,，電路達到穩(wěn)態(tài)后，電容元件處就相當于開路了,。

2,、電容參數(shù)的交流電路

上文提到，電容兩端的電壓變化,，會產(chǎn)生電流,，而在(正弦)交流電路，電壓是按正弦規(guī)律一直變化的,，在這個交變定壓的驅(qū)使下,，電容的電流是一個怎樣的變化情況呢?

結合電容的定義與電流的定義,，電流是指通過任一截面的電荷變化率，即電荷變化的快慢,，在電容元件里,，這個電荷其實就是電容極板的電荷量，即圖1-2-6所示的Δq /t ,，即表示電容極板上的電荷變化的快慢.

圖1-2-6

極板上的電荷又等于電壓乘以電容,，即Δq =Cu ，最后得出電容電流等于電容乘以電壓變化率,，如圖1-2-6的公式所示。

經(jīng)過復雜的計算,，可以得出電容元件的電壓與電流變化波形如圖1-2-7所示,。其計算過程我在此不再演示。

圖1-2-7

從圖1-2-7可以看到,，電容電流與電壓均按正弦規(guī)律變化,，且兩者周期(頻率)相同，電流在想位上超前電壓90° ,。

既然電壓與電流是同頻的正弦量,，那么它們就可以用有效值來表示，且兩者之間可以進行四則運算,。而有效值,，就不用我再多解釋了吧?

▎二、電容元件的容抗

在數(shù)值上,，將電壓有效值除以電流有效值,，就可以得到一個與電容C 、角頻率 ω (頻率f )有關的數(shù),，這個數(shù)就是傳說中的容抗 1/ωC ,，如圖1-2-8所示。這里 ω 是電源的角頻率,，可能大部分人不知道這個 ω 是什么,，其實它與頻率差一個2π的關系，即 ω =2πf ,，表示正弦量在每秒內(nèi)變化了多少個弧度,。

圖1-2-8

容抗與電源的頻率成反比，其關系曲線如圖1-2-8所示,。這表明,，電源的頻率越高，電容元件的容抗就越小,，若電源電壓的有效值不變,，隨著頻率的增大,，容抗變小，此時流過電容元件的電流也就越大,，這就是所謂的通高頻阻低頻,。

回顧歐姆定律 R=U/I ，電壓除以電流等于電阻,，電壓的單位是伏特(V),，電流的單位是安培(A)，這兩個單位相除(V/A),，得到的比值的單位是歐姆(Ω),。同樣的，電容元件中,，電壓有效值除以電流有效值,，同樣是伏特除以安培，顯然得到的容抗的單位也是歐姆,。容抗的作用其實類似于電阻,，即對電流的阻礙作用。

圖1-2-9

既然容抗和電阻都是對電流的阻礙作用,，那么把它們串聯(lián)起來,，如圖1-2-9所示，電容元件和電阻元件就會對電源電壓有個分壓的作用,，誰的歐姆值越大,，得到的電壓就也多。

而容抗與電源的頻率有關,，在這里,，隨著頻率的增大，電容兩端得到的電壓就越小,。對于這種現(xiàn)象,，我們可以這樣理解：電源頻率變化越快，電容的充放電速度就越快,，當快到一定程度的時候,，電容都來不及充電，就又要放電了,，這就會造成電容所存儲的電荷很少,，其兩端的電壓很小。

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