我正在使用一个大电容器来缓冲螺线管的负载需求(太阳能/电池供电设置,螺线管每天启动几次)。有人提到,如果我使用一个足够大的电容,我需要在它上面串联一个电阻来缓和“容性负载”(我后来发现的一个术语与这种情况关系不大)。
那么 - 3300uF 电解电容在第一次通电时会在 12V 电路中吸收多少电流(理论上)?(我意识到随着上限收费,价值会随着时间的推移而下降。)
我正在使用一个大电容器来缓冲螺线管的负载需求(太阳能/电池供电设置,螺线管每天启动几次)。有人提到,如果我使用一个足够大的电容,我需要在它上面串联一个电阻来缓和“容性负载”(我后来发现的一个术语与这种情况关系不大)。
那么 - 3300uF 电解电容在第一次通电时会在 12V 电路中吸收多少电流(理论上)?(我意识到随着上限收费,价值会随着时间的推移而下降。)
为电容器充电时的电流不是基于电压(如电阻负载);相反,它基于电压随时间的变化率,或 ΔV/Δt(或 dV/dt)。
计算电容器充电时电流的公式为:
$$I = C\frac{dV}{dt}$$
问题是这没有考虑内部电阻(或串联限流电阻,如果你包括一个)或者电容器是否已经有一些电荷。
您必须考虑施加到电容器上的不断变化的电荷。换句话说,一开始,它看起来像是电源短路(再次排除电阻)。因此,无论您的电源可以处理的最大电流是理论最大电流。随着电容器充电,该电流呈指数下降,直到电容器达到最大电荷 Q。
这个公式是:
$$I = \frac{V_b}{R}e^{-t/RC}$$
其中 \$V_b\$ 是源电压,R 是电阻,t是时间,RC 是时间常数(电阻和电容的乘积)。
假设您不使用限流电阻并且您的电源的内阻为 4Ω:
$$I = \frac{12}{4}e^{-0/0.0132}$$
在时间 0 s,电流为 3A。如果我们计算,比如说,1 毫秒后:
$$I = \frac{12}{4}e^{-0.001/0.0132}$$
现在电流约为 1 A。
那么,电容器充电需要多长时间?如果您将时间常数 RC(指数中的 0.0132)作为以秒为单位的值,则根据经验,电容器将在此持续时间的 5 倍内充电:
$$5\cdot0.0132 = 0.066s$$
初始电流(或在此持续时间的某些部分中的电流)称为浪涌电流。您可能希望通过添加一个串联限流电阻来保护您的电源来减少它。