电容两端电压不能突变主要是从电容对电压和电流的响应时间来说明问题的。纯阻性电阻中流过的电流与电阻两端的电流和电压相位是相同的;电容中流过的电流与电容两端的电压电流超前;对于电感,则是电压超前。这些特性在电路中的应用,才能有微分,积分,耦合,谐振,加速等等电路的出现与应用。
突变:就是有电压忽然变成没有电压,比如家里停电了,灯立刻就停了;可是电视待机的那个灯,会慢慢的才灭掉。这就是里面有电容器,产生的电压渐变过程。
由于对电能的存储作用,使得有电时电容会缓慢的充电,没有电时电容会放电,所以不能够突变!
注意把电容器理解为一个水池比较好,是电压不能突变,是水池灌满,和完全放光都是有一个过程。但是观察这个过程又和水管的口径有关,假如管子很粗水池很小,那么这个过程就会很短。什么都是相对的,电灯泡的加电升温过程也是不能突变,都是大家都是感觉通电就亮就是这样道理。
举个简单的例子,一与电源Us和电阻R串连的电容C,设其初始电压为Uo,
列微分方程,可以得出:
U=Uo*e^(t/RC)+Us*[1-e^(t/RC)]
电压的变化是个电流对时间的积分式,在一瞬间若电压突变需要一个冲击电流,当没有出现电流无穷大的情况时,就不会突变。
这是换路定理,不适用于有冲击电流的情况。
电压和电势是一样的,电容是储存电子的元件,把电子想象成水,电容想象成水库,那么电压差就是水从水库顶到水库地的重力势能。如果你把水库顶提升,那么由于水库就这么大,水就这么多,水库的底也必将提升,下降的话也是一样的同时下降,水的重力势能不变,也就是电压差不变。
(电容两端电压不能突变,假设电容左-右两端电压压差为D,如果右端为0V,则左端为(0+D)V,如果右端瞬间由0V变为-10V,则左端电压就是(-10+D)V。)