4.3　电容器的充电和放电

一、电容器的充电

开关S合向1，电容器充电。

1．现象：

（1）白炽灯开始较亮，逐步变暗。

（2）A1的读数由大变小。

（3）V的读数变大。

（4）最后A1指向0，V的大小等于E。

2．解释：

电源正极向极板供给正电荷，电源负极向极板供给负电荷。电荷在电路中形成定向移动，产生电流，两极板间有电压。

S刚合上时，电源与电容器之间存在较大的电压，使大量电荷从电源移向电容器极板，产生较大电流，随着电荷的增加，电压减小，电流减小。当电容器两端电压等于电源电压时，电荷停止定向移动，电流为0，灯不亮。

二、电容器的放电

S合向2，电容器放电。

1．现象：

（1）白炽灯开始较亮，逐渐变暗，直至熄灭。

（2）A2开始较大，逐渐变小，电流方向与刚才充电方向相反，直至指示为0。

（3）开始V指示为E，逐渐下降，直至为0。

2．解释：

放电过程中，由于电容器两极板间的电压使回路中有电流产生。开始这个电压较大，因此电流较大，随着电容极板上的正、负电荷的中和，极板间的电压逐渐减小，电流也减小，最后放电结束，极板间不存在电压，电流为零。

3．结论：

当电容器极板上所储存的电荷发生变化时，电路中就有电流流过；若电容器极板上所储存的电荷量恒定不变时，则电路中就没有电流流过。电路中的电流为

三、电容器的质量判别

1．用R´100或R´1k挡。

2．将万用表分别与电容器两端接触，指针发生偏转并回到接近起始的地方，说明电容器的质量很好。

3．若指针偏转后回不到起始位置的地方，而停在标度盘的某处说明电容器的漏电很大，这时指针所指出的电阻数值即表示该电容器的漏电阻值。

4．若指针偏转到零位置之后不再回去，则说明电容器内部已经短路；如果指针根本不偏转，则说明电容器内部可能断路，或电容量很小。

4.4　电容器中的电场能量

1．充电时，q↑→Uc↑电压与电荷量成正比：q=CuC

2．电源输入电荷量为q时所做的总功，也就是存储于电容器中的总能量。

Wc= qUC  = CUC2

式中：C——电容器的电容单位：F（法拉）

UC——电容器两端的电压单位：V（伏特）

Q——电容器所带的电荷量单位：C（库仑）

W——电容器储存的电场能量　单位：J（焦耳）

3．结论：

电容器中存储的电场能量与电容器的电容成正比，与电容器两极板之间的电压平方成正比。

4．电容器是一种储能元件，当电容器两端电压增加时，电容器便从电源吸收能量储存在它两极板的电场中，当电容器两端电压降低时，它便把储存的电场能量释放出来。电容器本身只与电源进行能量交换，不消耗能量。