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1.3.2　电感和电容的充放电电路
《精通开关电源设计（第2版）》本书基于作者多年从事开关电源设计的经验，从分析开关变换器的最基本器件――电感的原理入手，由浅入深系统地论述了宽输入电压DC-DC 变换器（含离线式、反激电源）及其磁性元件设计、功率器件选择和损耗计算、印制电路板布线技术、三种主要拓扑在电压/ 电流模式下的控制环稳定性，以及开关电源电磁干扰（EMI）理论和实践等。本节为大家介绍电感和电容的充放电电路。
作者：王健强 等译来源：人民邮电出版社| 13:44
1.3.2　电感和电容的充放电电路
在招聘电源设计人员（考察紧张的应聘者）时，有时会问到一个简单的问题。请看图1-3。
注意，出于简化的原因图中使用了机械开关。所以，假设它没有前面提到的寄生参数。在t=0时，开关闭合（电路导通），直流电压VIN通过阻值很小的串联限流电阻R加到电容C两端，接下来会发生什么现象呢？
大多数应聘者都能正确回答。众所周知，电容电压以指数规律VIN&(1?e?t/&)增加，时间常数&=RC。另一方面，电容电流从最初的最大值VIN/R开始以指数规律(VIN/R)&e?t/&衰减。如果时间很长，电容电压会充到与电源电压VIN几乎完全相等，电流则相应减小到（几乎为）零。但如果时间不长就打开开关（电路断开），强迫电流为零（这是串联开关的基本功能），那么会发生什么现象呢？电容会保持现有充电电压，而（之前非零的）电流会迅速减小到零。
现在重复相同的实验，但用电感L来替代电容，参见图1-3。通常，应聘者很快就能答对充电部分（开关闭合阶段）。在充电阶段，电感电流特性与电容电压特性相同。并且，电感电压与电容电流一样以指数规律衰减。而且，应聘者似乎也知道，此时的时间常数&=L/R，而不是RC。
这种情形的确很令人鼓舞，毕竟人们是听说过对偶原理的。该原理可简述为：电容可看作电感的倒像（或镜像，因为在这两种元件的电压?电流方程中，电压项与电流项互换可以使方程相互转化。因此，从本质上讲，电容与电感类似，电压与电流类似。
但是，别急！为什么要研究这个看似无关的新原理呢？目前掌握的理论还不够吗？嗯，是这么回事。通常，不必一头扎进一堆令人绝望的抽象方程中去，应用对偶原理就能从电容电路中推导出电感电路的许多线索，反之亦然。所以，如果有可能，实际上最好用对偶原理来解决问题。
试用对偶原理分析电感电路，在开关打开后会发生什么现象呢？天有不测风云！很不幸，电容电路的结论在此并不适用。事实上，确实不能从电容电路断开时的电容特性复制出电感电路断开时的电感特性。
那是否意味着也要放弃先前的对偶原理呢？其实不用。问题在于图1-3中的两个电路尽管在形式上类似却并非真正对偶。因此，对偶原理的确得不出任何线索。稍后会构建真正的对偶电路。但此时此刻，读者可能已经开始怀疑：是否我们真如想象的那样了解电感呢？是否我们实际上还有可能继续用对偶原理来进行分析呢？
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摘要: 冷酷无情的自然科学中，把最温柔的一段话给了电容器——即使是某一刻电流为零了，但电容两端电压依然存在，因为过去曾有电流作用过。电容能将以往每时每刻电流的作用点点滴滴地记忆下来。这个像痴情人一样的电容器， ...
冷酷无情的自然科学中，把最温柔的一段话给了——即使是某一刻电流为零了，但电容两端电压依然存在，因为过去曾有电流作用过。电容能将以往每时每刻电流的作用点点滴滴地记忆下来。这个像痴情人一样的电容器，温柔的生活在我们生活中的每一个角落里。“你走了，我还能感受到你的存在；你来了，我却还在等待”——这就是电容器的工作状态——电压加到电容器两端，电容器依然处于断路状态，之后才能慢慢恢复通路；电压从电容两端拿掉，电容器依然处于通路状态，之后才能慢慢断电。注意，在电容器刚刚通电的瞬间，电流会达到最大值，相当于短路，原因见下文。正是由于这一工作状态，电学中又把电容所在回路，称为“容性电路”。
电容器长什么样?电容器不是一个概念，而是一个切实存在的元件，它与、接触器一样，都是看得见摸得到的。既然能看见，它就必然要有一个外观。电容器这个名字起的非常好，比任何一个元件都更贴切。电容器——电的容器。水的容器大家都不陌生，就是水杯，一个底，四个面。那什么样的容器，才能像水杯容纳水一样，把电容纳进去呢？最简单的电容器， 就是两块平行的金属板，中间有一端缝隙。但是在实际应用中，两块金属板中间留缝隙的方法并不可取——根本无法保存、运输以及长期使用，因为两块平行板无法固定。
于是人们对电容器进行了改善——平行板中间的缝隙，其实就是绝缘，于是就使用绝缘材料，两块平行金属板中间夹着绝缘材料，再将其整体包裹起来，就成了我们今天的电容器。
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电容充放电原理
是一种以电场形式储存能量的无源器件。在有需要的时候，电容能够把储存的能量释出至电路。电容由两块导电的平行板构成，在板之间填充上绝缘物质或介电物质。图1和图2分别是电容的基本结构和符号。
当电容连接到一电源是直流电 (DC) 的电路时，在特定的情况下，有两个过程会发生，分别是电容的 &充电& 和 &放电&。
若电容与直流电源相接，见图3，电路中有电流流通。两块板会分别获得数量相等的相反电荷，此时电容正在充电，其两端的电位差vc逐渐增大。一旦电容两端电压vc增大至与电源电压V相等时，vc = V，电容充电完毕，电路中再没有电流流动，而电容的充电过程完成。
由于电容充电过程完成后，就没有电流流过电容器，所以在直流电路中，电容可等效为开路或R = &，电容上的电压vc不能突变。
当切断电容和电源的连接后，电容通过电阻RD进行放电，两块板之间的电压将会逐渐下降为零，vc = 0，见图4。
在图3和图4中，RC和RD的电阻值分别影响电容的充电和放电速度。
电阻值R和电容值C的乘积被称为时间常数&，这个常数描述电容的充电和放电速度，见图5。
电容值或电阻值愈小，时间常数也愈小，电容的充电和放电速度就愈快，反之亦然。
电容几乎存在于所有电子电路中，它可以作为&快速电池&使用。如在照相机的闪光灯中，电容作为储能元件，在闪光的瞬间快速释放能量。已解决问题
电容器在直流电路中电容器充电为什么相当于短路？而在交变电路中在它两端并上一个灯泡，此时又不短路了？
提问时间： 20:45:50
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电容器和一个电阻串联，那么电容器两端的电压是总电路的电压减去电阻两端的电压 电容器在电路中有什么性质和作用:隔直通交@_@电容有通交隔直作用@_@那要看是什么电！电阻成了耗能元件！这叫LC电路！在电路中，其作用为积累电荷q，可以在断电时充当电源反向放电。&br/&&br/& 电容器在课本上提的作用就不提了，对于电容器C螺线圈L电阻R可以组合形成RC、RL、RCL等整流电路(通俗的说就是把电流的波形整一整)，比如滤波器什么的。&br/&&br/& 呵呵记不大清了，实在不行看百科：http://baike.baidu.com/view/59995.htm。第一，LC电路串联，会组成一个LC谐振电路，电感和电容均有储能作用。但产生高频谐振时，电感端会由于高频谐振电流产生反击电压，进而抬高电容端的电位。&br/&&br/& 第二，你理解的串联后电压应该降低，那是纯电阻式串联电路。电抗器电压是超前电流的，不是电阻的分压关系@_@基础知识：一般来说，电容器的极板面积越大，其电容越大，电容器的极间距离越小，其电容越大，电容器的电容与极板间绝缘介质的介质常熟成正比。一般电气装置的额定电压是按照该装置拟接入的电力系统的额定电压考虑。计算公式为： 根据以上公式，得出电容器的额定电压标准系列取值，见下表： US UC K 6 10 35 63 &1 6.3/ 10.5/ 21 38 4.5～6 6.6/ 11/ 22 40 12 6.9/ 11.5/ 23 42 12～13 7.2/ 12/ 24 44 注意问题： 1、 电容器运行中可能承受的长期工频过电压，应不大于电容器额定电压的1.1倍。根据国内多年的运行经验，20倍涌流未见对回路设备造成损害。
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