电容器充放电现象

当***发生心室纤颤时，必须要用除颤器及时抢救才能挽救***的生命。除颤器工作时，一般是让100 J到300 J的电能，在约2 ms的时间内通过***的心脏部位。除颤器工作时的电功率在50 kW到150kW之间，这个功率是相当大的，用电池直接供电无法达到，也大大超过了一般家庭的用电功率，而除颤器还必须便于携带，那它使用了什么样的供电装置呢？当电容器组的断路器自动跳闸时，应及时查明原因，未查明原因之前不得重新合闸。

除颤器工作时的供电装置是一个C＝70 μF的电容器。除颤器内带有电池，先通过电子线路把电池供电的电压升高到约U＝ 5 000 V，对电容器充电，充电后电容器储存的能量约为W＝ 12CU2＝875 J。由于电容器电压很高，所以可以在很短的时间内释放一部分能量，通过电子线路控制放电的能量，就可以对***进行抢救了。除颤器的***就是这个耐压5 000 V以上、70 μ F的电容器，它耐压较高、容量较大，并且体积较小、重量较轻，因此需要精心设计和制造。3、电容器在使用选择上，可以用小法拉数的并为大1法拉数的这样做可以使其等效内阻更小。

电容器是常用的电子元件，而且不断应用在新的领域中。在现在推广的新能源汽车中，电动汽车占有重要地位。电动汽车多数用锂电池供电，锂电池电动汽车的主要缺点就是充电时间长，使用不够方便。

所以还有另一种用电容器作为电源的电动汽车。电容器作为电源的优点是充电时间短，可以反复充电、长期使用，但缺点是一次充电后的行驶里程较短，因此目前还需要对高电压、大容量的电容器做进一步的研究。

关于电容器的充电，有人提出了一个很好的问题：“用电动势为E电动势的电源对电容器充电，充电结束时电容器的电压U＝E电动势。设整个充电过程中充电电量为Q，则电源电动势做功QE电动势，而电容器储存的电能为12QE电动势，电源电动势做功的另外一半能量去哪了？为了保证电容的稳定性，电容在插板前要经过长时间的高温环境的测试。”

在电源给电容器充电过程中的任一时刻，若电容器所带电荷量为q，则电容器两板间的电压U＝qC。充电电流必然流经内阻r，设内阻r两端的电压为Ur，根据欧姆定律可知E电动势＝U＋Ur。所以不难想象，图6.12中斜直线上方的三角形面积，即为电源电动势做功QE电动势过程中被消耗在内阻r上而转变为焦耳热的能量。而且还有一个特点，一般1μF以上的电容均为电解电容，而1μF以下的电容多为瓷片电容，当然也有其他的，比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。

问题解决了！根据不同的电源要求，器件有时会采用串联、并联或其组合的形式，对于功率级超过10KW的电源，通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。在用电源给电容器充电的过程中，只能有一半的能量被电容器储存，必然有另一半能量消耗在回路的电阻之上。如果电容器储存的能量很多，则消耗在回路电阻上的能量也就同样的多。如果这部分能量全部消耗在电源的内阻上，则对电源十分不利，这也是在充电回路中另外增加限流电阻的原因。

至此，可能还有一个疑问：如果对电容器充电的能量利用率仅有50％，给使用电容器作为电源的电动汽车充电不是会浪费很多电能吗？通用公式C=Q/U平行板电容器***公式：板间电场强度E=U/d，电容器电容决定式C=εS/4πkd定义1：电容器，顾名思义，是‘装电的容器’，是一种容纳电荷的器件。要知道上面讨论的是用有固定电动势的电源给电容器充电的情况，如果给大容量电容器充电，应该使用可变电动势的电源，这样可以使充电的能量利用率大大提高。

  电容器壳体膨胀

   电容器的绝缘介质是油性有机物质，在电容器运行过程中温度逐渐升高，箱体随之热胀冷缩本是一种正常现象，但当箱体密封受损空气、水分、杂质的侵入而使绝缘性能下降内部放电或击穿时，内部产生大量气体使箱体鼓起变形而膨胀。造成箱体膨胀的主要原因有：运行时过电压、过电流、操作过电压、室温过高、电容器本身质量问题等。当出现电容器壳体膨胀时应及时退出运行并查明原因排除故障。电子设备中大量使用的电容器盘点电容器，通常简称其容纳电荷的本领为电容，用字母C表示。

   电容器出现下列情况之一的，应作停用处理：

   电容器外壳严重膨胀有爆1炸可能的、漏油严重以及运行时内部有响声的、电容器接头有过热迹象的、套管***并有闪络放电现象的、运行时造成三相不平衡超过5%以上的。

   电容器操作时应注意事项

   电容器的分、合闸操作应严格按规范进行；电容器带有残余电荷的情况下禁止合闸；对电容器进行清扫时应在母线上连接地线，如果熔断器烧坏的应在电容器的接头上连接地线，以放掉电容器中的残余电荷；对电容器进行清扫时应在母线上连接地线，如果熔断器烧坏的应在电容器的接头上连接地线，以放掉电容器中的残余电荷。电力补偿电容器在运行过程中应严格执行安全运行规范，加强值班巡视和检查，作好运行记录，发现故障及时处理。