電容充放電的波形
電容是一種以電場形式儲存能量的無源器件。在有需要的時(shí)候,電容能夠把儲存的能量釋出至電路。電容由兩塊導(dǎo)電的平行板構(gòu)成,在板之間填充上絕緣物質(zhì)或介電物質(zhì)。圖1和圖2分別是電容的基本結(jié)構(gòu)和符號。
當(dāng)電容連接到一電源是直流電 (DC) 的電路時(shí),在特定的情況下,有兩個(gè)過程會發(fā)生,分別是電容的 “充電” 和 “放電”。
若電容與直流電源相接,見圖3,電路中有電流流通。兩塊板會分別獲得數(shù)量相等的相反電荷,此時(shí)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(shí),vc = V,電容充電完畢,電路中再沒有電流流動(dòng),而電容的充電過程完成。
由于電容充電過程完成后,就沒有電流流過電容器,所以在直流電路中,電容可等效為開路或R = ∞,電容上的電壓vc不能突變。
當(dāng)切斷電容和電源的連接后,電容通過電阻RD進(jìn)行放電,兩塊板之間的電壓將會逐漸下降為零,vc = 0,見圖4。
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的乘積被稱為時(shí)間常數(shù)τ,這個(gè)常數(shù)描述電容的充電和放電速度,見圖5。
電容值或電阻值愈小,時(shí)間常數(shù)也愈小,電容的充電和放電速度就愈快,反之亦然。
電容幾乎存在于所有電子電路中,它可以作為“快速電池”使用。如在照相機(jī)的閃光燈中,電容作為儲能元件,在閃光的瞬間快速釋放能量。
電容放電電阻的選取
電容器放電電阻值怎樣選擇?
電容器放電電阻選擇應(yīng)滿足:H1260NL
(1)應(yīng)使電容器組兩端的殘余電壓在從電網(wǎng)上切斷3Os內(nèi)不大于65V,以確保人身安全。
(2)在電容器組正常運(yùn)行時(shí),放電電阻中的有功功率損失應(yīng)不超過1W。對于1kV以上的高壓電容器組,通常利用電壓互感器接成“V”形,用它的一次繞組作為放電電阻,如果采用國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的電壓互感器來放電,一般都能滿足上述要求,無需驗(yàn)算。對于低壓電容器放電電阻值應(yīng)滿足:
R≤15×106LJ2/Qc
式中 R――放電電阻值,Ω;
U――電網(wǎng)的相電壓,kV;
Qc――電容器組的容量,kvar。
實(shí)際運(yùn)行中,低壓電容器組多采用白熾燈泡代替放電電阻,同時(shí)起到運(yùn)行指示燈作用。一般可采用兩個(gè)220V、15~100W的白熾燈泡串聯(lián),然后接成星形或三角形接入電容器電路。采用兩個(gè)燈泡串聯(lián)是為了延長燈泡的運(yùn)行時(shí)間。為了保證安全放電,電容器組的放電回路中不得單獨(dú)裝設(shè)斷路器或熔斷器,以免熔斷器熔斷時(shí),斷開放電回路危及人身安全。在下面兩種情況下,可不另安裝放電電阻。
(1)電容器或電容器組與變壓器或電動(dòng)機(jī)繞組直接相連接。當(dāng)拉開隔離開關(guān)或FU熔斷器后,電容器將通過電動(dòng)機(jī)繞組自行放電。
(2)裝在屋外高處的電容器。主要原因是電容器組安裝較高,放電電阻裝置不易安裝和人員觸及發(fā)生危險(xiǎn)可能性相對較小,但必須加強(qiáng)管理,尤其在檢修或檢查前必須進(jìn)行一次或數(shù)次人工放電,等殘余電荷絕大部分放盡后方可工作。
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