电容器的一侧放电?

电器工程 电容器 电力电子 电容充电
2022-01-08 22:56:38

我要问的是是否可以对电容器的一侧进行放电。我发现了一个关于这个的问题,但我也发现答案有点不清楚或有问题。我想如果你这样做,你需要把能量放进去,因为你会从电容器的一侧去除电荷并产生电势能。如果将电池的正极和负极连接到两个电容器的负极和正极,可以做到这一点吗?这样做会导致电容器损坏吗?

4个回答

物理上可能电容器的一侧有更多的电子,而另一侧没有相应数量的空穴(没有电子)。事实上,您提议的两个电容器和一个电池的配置可以做到这一点——但是数量非常非常少——与将单个电容器切成两半并将极板分开到相同位置然后连接的数量大致相同电池。

这种效应适用于任何导体,而不仅仅是电容器板,称为自电容,而不是互电容它的定义方式与电容相同,

$$C = \frac{q}{V}$$

- 但对于给定的物理尺寸,它要小得多。1.5 伏特——或 9 伏特或 240 伏特——可以推入这样一个电容器的电荷量是如此之小,以至于它在典型电路中的影响可以忽略不计——我们不必费心去考虑它。

(这也是事实,在两个电容器的未连接端之间存在一定数量的(相互)电容。对导体都是一个电容器,但它们通常是面积小,极板间距大的坏导体!两者都自电容和互电容决定了在给定电压下可以将多少电荷填充到导体中。)

静电系统中,工作电压为千伏及以上,自电容的影响会变得显着。如果您走过地毯并触摸 CMOS IC 并将其破坏,那么放电时的直接能量来源是什么?这是你的身体有净正电荷或负电荷。相反的电荷留在地毯上。自电容是携带的电荷量与您与地毯之间的电压之间的比率。(大电压从何而来?分离“极板”。最初的电荷转移从何而来?摩擦起电效应。

本质上“仅一侧充电”电容器的一个物理示例是范德格拉夫静电发生器。上面的球体是一个盘子;包括地球在内的整个环境(假设发电机像通常那样接地)是另一个,但地球大得多,电荷不平衡对它来说微不足道,但对球体来说却非常重要。

不。

电容器上的电荷由两个极板之间的电压差、极板的几何形状和电介质的化学性质决定。

也就是说..电荷在板之间,穿过电介质,而不是在板上。

您需要了解是一个板上是否存在电子驱离或吸引另一板上的电子。你不能改变一个而不改变另一个。

因此,从一块板上去除电荷的概念是不正确的。

如果从电容器的负极移除电子,则极板上的电压会下降,整个电容器中的电荷也会下降,而不仅仅是电容器的那一侧。

事实上,去除电子的唯一方法是改变电容器两端的施加电压。所以我们只是绕了一个漂亮的圈子。这当然是我们在给电容器放电时一直在做的事情,我们在电容器上施加零伏电压。

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有一种方法可以实现您的建议,那就是在电容器配置中使用实际极板。将它们充电,然后将它们与电源断开,然后将板分开。两个板块仍将被“充电”。然后,您可以将其中一个释放到地面,然后将它们重新组合在一起。然后你会有一个不平衡的电容器。当然,一旦你把它连接到任何东西上,它就会立即尝试重新平衡自己。

电容器放电是减少电容器中存储的电荷的过程。这将是组件本身的相对操作,而不是您仅对电容器的一个引线执行的操作。

如果将正极板连接到第三个不带电的板,将负极板连接到大地,那么与负极板上的电荷相比,可以在负极板上移动到大地的电荷非常低,以至于电流几乎不会流动。这将是第 3 块板与大地之间的面积相交量的方程,即第 3 块板的面积,然后是该板与大地之间的距离,然后是空气的较差介电常数。从中可以获取电容电抗,与电容器相比,这将是一个很大的数字。

移动到大地的电荷很小,因此在大地和第三块板之间的理论电容器达到电容器提供的电势的最大电荷之前,电容器上的电荷几乎不会改变,此时电抗趋于无穷。

基本上,如果您将电容器的一端连接到带电的任意质量,则电容器板上的电子所经历的场将远小于通过低阻抗路径将其连接到电容器的另一板时所经历的场,因为质量块与电路其余部分的电容较低,因此呈现出高阻抗路径。如果质量块具有高电位,则由于其与电路其余部分的电容低,它根本不会提供太多电荷。