電容有其兩端電壓不能突變的特性,但是其流過(guò)的電流是可以突變了。
這與電感的性質(zhì)剛好相反,對(duì)于電感,流過(guò)的電流不能突變,其兩壓的電壓可以變變。
當(dāng)在電容兩端施加瞬間電壓時(shí),電容相當(dāng)于短路。
流過(guò)電容電容間電流為電源電壓除于與其相串聯(lián)的電阻。
如果不加限流電阻,與之相串聯(lián)的電流僅有導(dǎo)線電阻以及電容本身的等效串聯(lián)電阻。
導(dǎo)線電阻非常小,一般為毫歐級(jí)別,可忽略不計(jì),而等效串聯(lián)電阻也比較小,可在電容的規(guī)定書(shū)中找到相應(yīng)的數(shù)值。在上電瞬間的等效電路圖如下:
與等效串聯(lián)電阻相比,負(fù)載的阻抗可以忽略不計(jì),根據(jù)瞬間電流=電壓/(導(dǎo)線電阻+等效串聯(lián)電阻),以12V的電源電壓為例,瞬間電壓可以高達(dá)120A。
根據(jù)電容兩端的電壓公式:
u(t)=u0*(1-exp(-t/(R*C)),
可以知道,流過(guò)電容的電流為:
i(t)=C*du/dt=u0/R*(-t/(R*C);
隨著充電的進(jìn)行,流經(jīng)電容的電流以指數(shù)形式降低,當(dāng)充滿(mǎn)電時(shí),流經(jīng)電容的電流為0,電容處于開(kāi)路狀態(tài)。
如果沒(méi)有限流電流,通過(guò)電容經(jīng)過(guò)整個(gè)回路的電流可能高達(dá)正常工作電流的幾十,上百倍。
瞬間的大電流會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)大的電磁干擾,影響其它電器的正常工作,造成電器損壞,基于損害人的身體健康。
可如果回路中有一些機(jī)械觸電(比如開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn)等),瞬間電流可以會(huì)將這些觸點(diǎn)熔接在一起,造成開(kāi)關(guān)不能正常通斷。
由瞬間電流=u/R, 再根據(jù)整個(gè)回路斷路器等保護(hù)器件的過(guò)流能力,觸點(diǎn)承受過(guò)流的能力,選擇串聯(lián)電阻的大小。
同時(shí)還要考慮整個(gè)電路的上電時(shí)間要求,電阻越大,瞬間電流越小,但是電容兩端充電時(shí)間越長(zhǎng),與之相并聯(lián)的負(fù)載兩端的電壓充電時(shí)間也越長(zhǎng),通過(guò)串聯(lián)電阻*電容容量C得到時(shí)間常數(shù),可以估算出負(fù)載上電的時(shí)間。
此外,還需要通過(guò)積分算出整個(gè)上電過(guò)程串聯(lián)電阻消耗的能量,根據(jù)這個(gè)能量選擇相應(yīng)功率的電阻。
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