电容器的电压和电流

电容器的电压和电流

电容器由于其内部是绝缘的，因而不会有直流电流流过，但伴随着所施加电压的变动，通过进行充电和放电，看似好像有电流在电容器中流动。电压随时间变化率越大，流经电容器的电流就越会增大，如下式所 示。

kG: 电容器电流 (A)
C: 静电电容 (F)
dMa/t :V-t 曲线上的斜率 

Ic =C・dVc/dt 

充放电波形时

这里就通过电阻从直流电源向尚未被充电的电容器充电

后，让其放电时的电容器电压和电流进行说明。

电路图上，若在充电侧将开关置于 ON，V0/R1 的峰值电 流就会流向电容器，而后电流会随着电容器的电压 Vc 升 高而降低，当 Vc = V0 时，充电完成，电流成为零。

然后，若在放电侧将开关置于 ON，V0/R2 的峰值电流就 会流向电容器，而后电流会随着电容器的电压 Vc 降低而 降低，当 Vc = 0 时，放电完成，电流成为零。

这里需要理解的是，电容器的电流 Ic 的大小依赖于电容器 电压 Vc 变化的大小。

此外，开关 ON 时，V0/R 的电流就会流过，而在这里如 果 R=0，则理论上会有无限大的电流流过瞬间完成充放电。 然而，实际上因受到电容器本身具有的电阻成分(ESR)或 配线电阻及电抗成分的影响而不会成为无限大，但电阻成 分远比电池小，因而可以说是能够在瞬时进行充放电的零 部件。

(例 2) 交流波形时 这里就向电容器施加交流电压时的电容器电压和电流进行说明。

例 1 中叙述了流向电容器的电流大小依赖于电容器电压变化的大小，这在交流波形时也是一样的。

① 首先，当电压从 0V 上升时，会有大量的电流流过电 容器，而电流则会随着电压的上升速度放慢而下降，并 在电压成为最大的时点(电压变化为零)电流成为零。

② 当电压从最大值开始下降时，负电流开始流过电容器， 在电压成为零这一点(电压变化为最大)电流成为最大。

对于③ 、④的区域，与上述原理一致。

在对此电压和电流的波形进行观察时，如果电压波形为正弦波，则电流波形也为正弦波，此外还可弄清电 流波形在电压波形之前偏移 1/4 周期(电流的相位先行90°)的情况。 此外，电压的变化大就会有较大的电流流过这种情况表明，越是电压变化大，高频流过的电流就会越大。

此时流过的电流(有效值)如下式所示。

 Ic=2πf・C・Vc   

G: 电容器电流 (Arms)
π: 圆周率 (3.14)
f: 频率(Hz)
C: 静电电容 (F)
Vmse:电源电压（Vrms）