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电容器在含源电路中充放电损耗

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/28 22:50:01
电容器在含源电路中充放电损耗
例如一个最简单的模型,电动势为E的电池两端接初始不带电的电容器,充电完成后电容器带电Q,则电池做功EQ,而电容器能量为EQ/2,这个损耗为什么与电路阻值无关,如果假设一个阻值为零的理想电路怎样解释?
这个在大学电气专业《电路》课程中的动态电路中有介绍,如果是无阻导线连接,那么电容在接上电源的一瞬间,电容上的电压就达到了E,但是事实上电容电压不能发生跃变,充电的过程中电压是从0慢慢变到E的,所以这种理想情况在现实中不可能出现,因为没有导线是无阻的,即使是超导.
但是我们为了研究,也把这种情况纳入理论中,过程不说了,说下结论,是这样理解的:我们认为电容的电压在这种情况下确实瞬间达到E,即发生跃变,但是这时电容的充电电流是一个冲击电流(电流幅值无穷大,但作用时间是0),而这时候电容的能量是还是EQ/2,电源多发的EQ/2会耗散掉,计算时可以先假设导线电阻R,然后用功率的积分式算出电阻消耗的能量表达式,再令R趋于0即可.而事实上你会发现这个表达式中是不含R的,被约掉了.