我們來看下圖:
圖中左側是電容C的充電回路,圖中右側是電容C的放電回路。充電和放電的轉換依靠開關K來實現(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。
我們來設想一下,現(xiàn)在電容上的電壓已經充滿,電壓值為Uc?,F(xiàn)在我們把開關K撥到右側,也即R2的左側。
我們看如下幾件事:
第一件事:電容與電阻的乘積
也就是說,電容與電阻的乘積是時間。
第二件事:放電回路分析
當放電時,電容相當于電源。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]又被稱為時間常數(shù),它的值等于放電回路的線路電阻R2與負載電阻Rfz之和,再乘以電容C得到的積。我們把這個式子代入到上式中,得到:
當上式中t=0時,
當上式中時,,相當于電容上的電壓已經放完了。
放電曲線如下:
結論:
答案是:電容放電其實是有時間性的。在時刻0,電容上的電壓為Uc,而在3倍時間常數(shù)時,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間的函數(shù)。
同時,在時刻零,電流最大。隨著時間的推移,電流越來越小。當時間等于5倍時間常數(shù)時,放電電流基本上等于零。