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電容器的充放電
電容器的充放電
當電壓施加在電容器上時，它會在電容器中充電。該電荷在電容器的金屬板之間累積。電荷的累積導致電容器極板上的電位差累積。因此，電容器兩端會產生電壓。
電荷在電容器中積累
當電容器電壓等于施加的電壓時，不再充電。無論是否連接了施加的電壓，電荷都保留在電容器中。
當跨板提供導電路徑時，電容器放電，而沒有施加任何電壓。
實際上，只要電容器電壓大于施加電壓即可。然后，電容器可以暫時用作電壓源，以在放電路徑中產生放電電流。
電容器放電一直持續到電容器電壓降至零或等于施加的電壓。
在下圖中，電容器是中性的，沒有電荷，因為它沒有連接到任何外加電壓源，而且電介質中沒有靜電場。
電容不收費
然而，關閉開關允許負極電池端子排斥導體中的自由電子以電鍍 A。
電池將電容器充電到施加的電壓
同時，正極會從 B 板吸引自由電子。 A 板電介質的一側積累了電子，因為它們不能流過絕緣體，B 板有等量的質子過剩。
請記住，相反電荷具有相關的電位差，即電容器兩端的電壓。充電過程一直持續到電容器電壓等于電池電壓，在本例中為 10 V。
然后不可能進一步充電，因為施加的電壓不能使自由電子在導體中流動。
請注意，在 A 板和 B 板之間，已充電電容器兩端的電位差為 10 V。但是，每個板與其電池端子之間沒有電位差，這就是電容器停止充電的原因。
儲存電荷
相對板上的正負電荷具有通過電介質的相關電場，如虛線所示。
電池將電容器充電至施加的電壓
存儲的電荷保留在電容器中
這些電力線的方向顯示從板 B 排斥電子，使這一側為正。通過電介質的電力線的作用導致電荷的存儲。
電場扭曲分子結構，使電介質不再是中性的。電介質實際上受到電場的無形力的壓力。作為證據，電介質可以被電容器兩端的高電壓的非常強的場破壞。
然后，電場的結果是電介質具有由電壓源提供的電荷。由于電介質是不能導電的絕緣體，因此即使移除電壓源后，電荷仍會保留在電容器中，如圖所示。
您現在可以將這個帶電的電容器單獨從電路中取出，它的兩個端子之間仍然有 10 V 電壓。
電容器放電
通過在電介質上連接導電路徑來中和電荷的動作稱為電容器放電。
電容器放電
在圖中，板 A 和 B 之間的導線是放電電流的低電阻路徑。由于電介質中存儲的電荷提供電位差，10 V 可用于產生放電電流。
負極板排斥電子，電子通過導線被吸引到正極板，直到正負電荷被中和。然后沒有凈費用。
電容器完全放電，其兩端電壓為零，沒有放電電流。
現在電容器處于相同的未充電狀態。
然而，它可以通過外加電壓源再次充電。
電容的性質
電容器可以存儲提供等于充電電壓的電位差所需的電荷量。如果施加 100 V，電容器將充電至 100 V。
電容器充電到施加的電壓，因為當電容器電壓較低時它會帶更多的電荷。一旦電容器電壓等于施加的電壓，就不再有充電電流流過。
請注意，任何充電或放電電流都會通過導線流向極板，但不會通過電介質。