淺談電容充放電及電荷瀉放

電容充放電電路如圖所示。開關(guān)在如圖中位置時，電源對電容充電，電容兩端電壓逐漸增大，到最后電容對直流相當(dāng)于斷路，所以電容兩端電壓與電源電壓相等。此時，將開關(guān)切換到另一端，電容兩端電壓不能突變，將在存在電阻的電路中放電，直至電荷量完全消失。這個就是電容的充放電過程。

電容充放電的時間只與電阻和電容值的大小有關(guān)，與電源電壓的大小無關(guān)。這個時間可以表示成RC的乘積，即時間常數(shù)τ。

對于RC進行公式推導(dǎo)有

在電容充電過程中，電路中電壓和電流的變化規(guī)律如下：

時間常數(shù)代表了充放電的時間，從已有的實驗結(jié)果來看，電容充放電是一個符合指數(shù)關(guān)系變化的，在τ的時間內(nèi)，電容兩端電壓達到63.2%；在3τ的時間內(nèi)，電容兩端電壓達到95%；在5τ的時間內(nèi)，電容兩端電壓達到99.3%。而放電過程與充電過程相反。

靜電放電對小型元器件會產(chǎn)生影響，這種瞬變的干擾脈沖可能造成損壞?？梢杂肦C濾波、限流電阻、分流電路來防護。若要瀉放掉電荷，可以對已經(jīng)充電的電容形成回路。根據(jù)時間常數(shù)τ，電容不容易改變的情況下，減小電阻會顯著的減少時間常數(shù)，加快電荷瀉放。采用模擬開關(guān)，當(dāng)電荷過大時，控制模擬開關(guān)閉合，相當(dāng)于在電容上并聯(lián)了一個很小的電阻，實現(xiàn)電荷瀉放。若電荷瀉放掉以后，開關(guān)再斷開，恢復(fù)原電路。而驅(qū)動開關(guān)閉合動作的一般可以用外部按鍵，也可以根據(jù)具體電路的情況，選取標(biāo)志性電壓或電流，結(jié)合運放搭成的比較器實現(xiàn)。