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发表于 2015-9-19 23:22:42
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sunbinkun 发表于 2015-9-19 22:15
我的朋友做过这样的实验,给电容组充电(不是RC),然后接上灯泡放电,整个放电过程持续了几个小时,我 ...
我承认 这个试验中确实是成立的,这点不容置疑,但是这个实验也是大家对电容引起误解的一个源头!!!!
但是! 这里的放电实验是电容单独放电, 此时我们从根本上去掉了电池,因为 电容内储存有电荷, 当外电路接通电灯,电荷通过电灯进行中和 电荷的移动变成电流,电流流过灯泡 从而发光,这就是电容放电的本质 ;这一点大家都应该可以理解,继续! 因为电容非常大数百法,而电灯的电阻比较大限制了电荷移动的速度,因此电容里的电荷要中和完毕就需要一定的时间,如果把灯泡变成导线,直接短路,此时因为大量的电荷瞬间移动得到的电流极端大, 但是放电时间极端短,当然了 如果灯泡的电阻为几个兆欧 放电时间长达数个月也是很正常的, 这里本质上的理论就和RC放电回路的时间关系是相等的。因为这个放电过程中电容两端的电压和电量有关,随着电荷不断的中和,电压也会逐步降低…… 记住 这一点是单独电容放电的情况!
再说电池, 同样都是蓄电, 为什么电池不叫电容,而叫电池?!! 本质的区别就是电池能在一定的时间内提供恒定的电动势,这个电动势和外界负载大小无关,与电池内阻有关,理想状态下当外负载电阻=电池内电阻的时候 电池即可输出最大电功率,即输出的电压 电流在一定时间内是稳定的,(输出电功率的时间的长短确定了电池容量的大小)这一点是电池和电容的根本区别,
所以在分类上 电池是电池,电容是电容, 电容不能叫电池,电池也不能叫电容。
说回刚才开始的电容放电实验, 既然搞清楚两者的物理关系,剩下的其实就不是想当然的那么简单了
当电容和电池并联后, 在连接的一瞬间 电池的电动势会将电容上的电荷单向移动 行成充电电流, 电荷存满后 充电电流减小0 关键的问题来了, 电池和电容并联共同向负载供电, 因为电池提供的是电动势,而电容的放电是依赖电容内的电荷中和产生电流(电容的放电过程电压会逐步降低),而电池产生的电动势则将电压维持在一定的范围内, 换句话说就是当电容放电,电压势必降低,此时电池的电动势会强制将电容放出的电荷而补充回来 这个电流是对等的,如此 理论,输出的电流依旧是电池供应,而非电容 。
看看上海世博使用的超级电容公交车 其实也是一个道理, 到车站后 进行瞬间蓄能,车辆行驶 离开蓄能站 电容单独放电,与任何电源无关,此时的电容才是真正意义的在“放电”,因为电容超级大,而相对于动力电动机来说,则是一个比较大的电阻,根据RC放电依据,会有一个放电时间,而这个放电时间,正好是公交车运行到下一个蓄能站的 时间,因此电容给电动机工作就能维持行驶到下一个蓄能站。
换个思维如果电容能有如此神奇功效,为什么超级电容公交车不并联一个蓄电池? |
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