本安电源电容性电路放电特性研究
本质安全型电气设备电路的火花放电状况
电机行业求职平台本质安全型电气设备电路的火花放电状况本安型电路无论是在正常工作状态下，还是在规定的故障状态下，所产生的电火花和热效应都不能点燃规定的爆炸性混合物。
这里所指的电火花是广义的，它包括电路中两个电极间的放电火花，也包括电路切换时产生的电弧，以下统称电路的放电火花。
电路的放电火花，是电气设备在实际运行中由于开关触点的开闭和电路绝缘损坏形成短路而产生的。
而电路绝缘损坏形成短路所产生的电火花相当于开关触点闭合时所产生的电火花。
所以在研究本安电路的电火花时，只需研究开关触点开闭时的放电火花就行了。
放电火花的能量大小是研究本安型电路的核心。
放电火花是电源能量和电路中储能元件的储存能量向通断的电极间隙放电的现象（释放能量），是电路的电子流和电极间气体电离的离子流形成的导电带。
放电火花含有熔融的金属粒子和蒸气（即液态金属桥），在极高的电流密度作用下产生高温和大量的热能。
当这种能量超过了周围爆炸性混合物的最小点燃能量时就会引起爆炸。
通常认为电路放电有三种形式：火花放电、弧光放电和辉光放电。
火花放电的特点是低电压大电流放电，如本安电路中的电容放电、化学电源放电均属于火花放电。
弧光放电为高压击穿时产生的放电，它可以产生持续电弧，电流密度大、能量集中、点燃周围环境中爆炸性混合物的能力强，电感电路能产生弧光放电。
辉光放电是在高电压小电流的条件下发生的，通常认为电压在200~300V以上才能发生辉光放电。
辉光放电的特点是能量不集中，散失大，点燃周圉环境中爆炸性混合物的能力差。
不同性质的电路（电阻性、电感性、电容性）及电路的开关状态（接通、断开、通断速度）。
将对电火花的形成和特点产生不同的影响。
1．电阻电路的火花放电电阻电路没有储能元件，是最简单最基本的电路。
电阻电路通断时所产生的电火花的能量来源于电源，放电过程比较简单。
电阻电路的火花放电电路如图1所示。
当电路断开时，电极间接触面急剧减小，接触部位间的电流密度又急剧增加，可高达103~104A/mm2，而电极间电压逐渐增大。
电容充放电特性
R-C惰性电路是构成脉冲数字电路的基本组成部分之一，为此我们作详细的讨论。
一、电容充放电特性1. 电容器的特性电容器是由中间隔有介质的两个金属板所构成。
当电容器的极板上带有某一数量的电荷时，在电容器的两端就产生一定的电压UC，其值，由于电容器的电容量C是一个常数，所以当电量Q＝0时，则UC＝0；而Q愈大，也就是电荷量愈多，则UC就愈大。
电容和电阻是两个性质全然不同的电路元件。
当电阻两端施加某一电压UR时，它会将电能转变成热能而消耗掉；电容则不是这种情况，当于其两端施加电压UC时，则在两极板间就随之形成了电场，电场是具有能量的，这就是说电容能将电能转换为电场能而贮存起来。
因此常将电阻称为耗能元件，而电容称为贮能元件。
另外，只要有电流流过，电阻两端的电压就立即产生；而电容器两端电压的建立是需要时间的，因此又常称电阻为即时性元件；电容为惰性元件。
2. 电容器的充放电过程为了实地了解电容器的充放电过程和研究它的特点及规律，我们来作下面的实验，其实验电路如图2-1所示。
图2-1 R-C实验电路（1）充电过程开关K原始位置为2，此时电容器C两端的电压。
在t＝0时刻开关K由位置2扳向位置1，电容器C开始充电，根据测得电压、电流随时间变化的数据，画出及－t的变化曲线如图2-2所示。
图2-2 电容器充电特性曲线（2）放电过程开关K原始处于位置1，这时C已充满电荷，其电压值。
在t＝0时刻K由位置1扳至位置2，C 开始放电，根据测得电压、电流随时间变化的数据可画出及的关系曲线如图2-3所示。
图2-3 电容器放电特性曲线（3）充放电的特点及规律根据上面所得到的电容器的充放电时UC、IC的数据和曲线，可以归纳出几点很有实用价值的规律。
①电容器的充放电是需要时间的。
这是由于电容器的充放电过程，实质是电容器上电荷的积累和消散的过程，由于电荷量的变化是需要时间的，所以充放电也是需要时间的。
②在充电的开始阶段，充电电流较大，上升较快，随着的增长，充电电流逐渐减小，且的上升速度变缓，而向着电源电压E趋近。
电容器充放电实验报告
电容器充放电实验报告实验目的：通过电容器充放电实验，探究电容器的特性，并深入理解电容器的充放电过程。
实验原理：电容器是一种存储电荷的装置，能够通过蓄电荷实现电能的存储和释放。
当电容器接入电源电路时，会发生充电过程；当电容器断开电源电路后，会发生放电过程。
充放电过程中，电容器会逐渐储存或释放电荷，产生电压变化。
实验步骤：1. 首先，将电容器与直流电源电路连接，确保电路连接正确。
2. 将电容器的正极接入电源正极，将电容器的负极接入电源负极。
3. 打开电源，开始充电。
此时，电容器开始储存电荷，电压逐渐上升。
4. 记录电容器的电压变化情况，并绘制成电压-时间曲线图。
5. 充电至一定电压后，断开电源电路，开始放电。
此时，电容器开始释放电荷，电压逐渐下降。
6. 同样地，记录电容器的电压变化情况，并绘制成电压-时间曲线图。
实验结果与分析：根据实验操作及记录数据，我们可以观察到以下现象和分析结果：1. 充电过程中，电容器的电压逐渐上升，符合理论预期。
充电时间越长，电容器的电压越高。
2. 放电过程中，电容器的电压逐渐下降，同样符合理论预期。
放电过程较充电过程快速，电容器的电压迅速衰减。
3. 绘制的电压-时间曲线图，呈现充放电曲线的特征，充电曲线为指数衰减函数，放电曲线呈负指数函数。
结论：通过电容器充放电实验，我们了解到电容器具有蓄电荷能力，能够在充电和放电过程中储存和释放电能。
实验结果与理论预期相符，验证了电容器的充放电特性。
此外，通过分析电压-时间曲线图，我们可以推断电容器的充放电过程分别满足指数衰减函数和负指数函数的特点。
实验注意事项：1. 确保电路连接正确，避免短路和电容器过载。
2. 执行实验时注意安全，避免触电和电源过压。
3. 准确记录实验数据，包括充电时间、电压变化情况等。
4. 在实验报告中清晰描述实验原理、步骤、结果与结论，并进行合理分析。
参考文献：（此处列出参考文献，如有使用参考资料）以上是电容器充放电实验报告的正文内容。
本质安全电路放电形式的研究
本质安全电路放电形式的研究文章研究了危险气体环境下工作的本质安全电路的放电形式和放电规律，阐述和分析了电气放电理论和本质安全电路中的三种放电形式，并对它们的发生原理和产生过程进行了描述和分析。
结合本质安全一般电路形式，分析了三种简单电路的放电原理。
结果表明，火花放电和弧光放电是引燃的主要形式，辉光放电一般不会引起爆炸。
标签：本质安全电路；火花放电；电弧放电；辉光放电在爆炸性气体环境中工作的电气设备，当设备的工作形式发生改变（电路切换）时，触点闭合、分离的瞬间会将放电间隙的气体介质击穿，因而会有放电现象的产生[1-3]。
为了研究的方便，一般将电路分为电阻性电路、电容性电路和电感性电路，通过研究这三种简单形式的电路，发现放电的规律，总结放电的理论，从而为研究更为复杂的电路奠定理论和实践的基础。
发生在本质安全电路中的放电为低能放电，区别与高电压、大电流的大功率放电。
1 本质安全电路放电形式通常，发生在本质安全电路中的放电形式有三种，分别为火花放电、弧光放电和辉光放电。
1.1 火花放电火花放电，是指本质安全电路在正常工作过程中，或者发生故障状态下，使电容电路的工作状态发生了改变，在接通或者断开的瞬间，产生间隙的同时伴随着击穿现象而产生的。
一般认为，火花放电是由于放电间隙的电子在外加电场的作用下发生的一系列雪崩过程中形成的[4]。
根据对简单电容电路放电过程的实验观察，可将火花放电做以下描述：当断开的触点间电压达到最小建弧电压的条件下，触点断开的瞬间，触点间产生的间隙被击穿，此时的放电电流较小，并且放电间隙上的电压也较稳定；随着放电间隙距离的拉开，放电进入维持阶段，此时间隙上产生极高的温度，放电电流急剧增大而达到最大值，放电间隙电压迅速下降到极小值，此时的放电间隙电阻也呈很小的阻值；当放电间隙的热量辐射到周围空气中，火花带呈发散状态，火花间隙的阻值迅速增大，温度迅速下降，使得火花带减弱，放电过程结束。
放电分析：从火花放电引燃爆炸性气体的观点来看，火花在维持阶段形成高温热源，是火花能量向爆炸性气体释放热量的主要阶段。
电容放电实验报告
电容放电实验报告电容放电实验报告引言：电容放电实验是物理学实验中的一项基础实验，通过对电容器的放电过程进行观察和测量，可以深入理解电容器的特性和电荷的流动规律。
本文将对电容放电实验进行详细描述和分析。
实验目的：1. 理解电容器的基本原理和结构；2. 掌握电容放电过程中电荷的变化规律；3. 研究电容器的放电时间常数和放电曲线。
实验器材：1. 电容器：选择一个适当容量的电容器，如100μF；2. 电源：提供稳定的直流电源；3. 电阻：用于控制电容器的放电速度；4. 电压表：测量电容器的电压变化。
实验步骤：1. 将电容器连接到电源的正负极，确保极性正确；2. 用电阻将电容器与电源连接，形成一个电路；3. 打开电源，记录电容器的初始电压；4. 关闭电源，开始观察电容器的放电过程，并记录电压的变化；5. 根据记录的数据，绘制电容器的放电曲线。
实验结果与分析：在实验中，我们选择了一个100μF的电容器，并使用一个适当的电阻来控制放电速度。
首先，我们记录了电容器的初始电压为10V。
随着时间的推移，电容器的电压逐渐下降。
根据放电曲线的形状，我们可以看出电容器的放电过程不是线性的，而是呈指数衰减的趋势。
根据电容器的放电曲线，我们可以计算出电容器的放电时间常数。
放电时间常数是指电容器放电至初始电压的63.2%所需的时间。
通过测量电容器放电至初始电压的时间间隔，并计算出其比值，我们可以得到电容器的放电时间常数。
除了放电时间常数，我们还可以通过实验数据计算出电容器的电荷量变化。
根据电容器的电压变化，我们可以使用基本的电荷守恒定律来计算电容器中的电荷量。
通过记录不同时间点的电容器电压，并使用电容器的电容量来计算电容器中的电荷量，我们可以得到电容器电荷随时间的变化曲线。
结论：通过电容放电实验，我们深入了解了电容器的特性和电荷的流动规律。
实验结果表明，电容器的放电过程呈指数衰减的趋势，且放电时间常数与电容器的容量有关。
通过分析电容器的放电曲线，我们可以计算出电容器的放电时间常数和电荷量变化。
电力电子技术中的电容器充放电特性分析
电力电子技术中的电容器充放电特性分析电容器是电力电子技术中常用的元件之一，广泛应用于各种电路中。
本文将针对电力电子技术中的电容器充放电特性进行分析，以便更好地理解和应用该技术。
一、电容器的基本原理电容器是由两个带电板之间的绝缘介质（如空气或电介质）组成的元件。
当电容器被连接到电源时，正极板上的电荷将被电源推向负极板，导致电荷在电容器内部积累。
这种积累的电荷会导致电容器带有一定的电压。
二、电容器的充电特性分析1. 充电过程当电容器处于未充电状态时，将电容器连接到电源上，电压会立即增加到电源电压。
同时，电容器内部的电荷也会逐渐增加，直到电容器充满。
在充电过程中，电容器的电压和电荷呈线性增长趋势，充电时间取决于电容器的电容量和电流大小。
2. 充电曲线对于直流电源驱动的电容器，充电曲线呈指数衰减曲线。
初始阶段，电压增长较快，但随着充电的进行，电容器内部电荷的增加导致电压增加速度减慢。
最终，在充电达到稳定状态时，电容器的电压将等于电源电压。
3. 充电时间常数充电时间常数是衡量电容器充电速度的重要参数。
它定义为充电时间的比例因子，取决于电容器的电容量和电路中的电阻。
较大的电容量和较小的电阻将导致较长的充电时间常数，反之亦然。
三、电容器的放电特性分析1. 放电过程当电容器已经充满电，并从电源断开连接时，电容器将开始放电。
在放电过程中，电容器的电压将逐渐降低，直到最终降至零。
同时，电容器内部的电荷也会随之减少。
2. 放电曲线与充电过程类似，电容器的放电曲线也呈指数衰减曲线。
放电的最初阶段，电压降低较快，但随着放电的进行，电容器内部电荷减少导致电压降低速度减慢。
最终，在放电过程完成时，电容器的电压将降低到零。
3. 放电时间常数放电时间常数是衡量电容器放电速度的重要参数。
与充电时间常数类似，放电时间常数也取决于电容器的电容量和电路中的电阻。
较大的电容量和较小的电阻将导致较长的放电时间常数，反之亦然。
四、充放电特性的应用电容器的充放电特性在电力电子技术中有广泛的应用。
本安电源电容性电路放电特性研究
０职校论￣ ｉ Ｏ
Ｓ ⅢＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ ＴＯ Ｃ ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
２０ ０ ８年
第 ３ 期 ２
本安电源电容性 电路放电特性研究
王永浩 （ 台汽 车工 程职 业学 院 山东 烟台 烟
பைடு நூலகம்
２ ５０ ） ６ ５ ０
【 摘 要】 本质安全电路理论及检测是 与电气放 电密切相 关的， 由于开关电源输 出端存在 较大的电容 。 它对 电源的本质安全输 出有较大影 响， 因此 有 必 要 对 电 容性 电路 的放 电特 性 进 行 进 一 步研 究 。 【 关键词】 电气放 电； 电特性 ； 放 伏安特性 ’
气体被击穿变成 良导 体 ， 电流快速上升 ， 极间电压从开路 电压 迅速下 降 ， 间 呈 现 明 显 的 负 阻抗 特 性 。 时 可 听 到 空气 爆 裂声 ， 是 因 为 放 极 此 这
出端 滤 波 电 容 对 电 源本 质 安 全 输 出影 响 大 。 从 负 载 端 看 ， 关 电 源 属 电通 道 中温 度 急 速 上 升 ． 道 中压 力 增 大 向外 扩 张 引 起 的 。 在 放 电 电 开 通 于电 容 性 电路 。 因此 ， 研 究 开 关 电源 本 质 安 全 性 能 ． 要 首先 需 要 弄 清 楚 流 达 到 最 大 值 后 电 流 开 始 减 小 ， 电 电 压按 一 定 规 律 下 降 ， 下 降 到 放 当 电容 的 放 电 过 程 ， 析 其 放 电的 规 律 。 分 放 电 维 持 电 压 时 ， 始 了第 二 阶 段 ， 放 电 维 持 阶 段 ， ～ 阶 段 放 电 通 开 即 这 电气 放 电形 式 道 扩 展 到 位 形 平 衡 ， 部 压 力 被 自生 磁 场 约 束 力 平 衡 ， 内 电极 间 电 压 几 其 如 ５ 镉 １ 一 本 质安 全 电路 理 论 及 检 测 是 与 电 气 放 电 密切 相 关 的 。 是 被 认 为 乎 不 变 ， 大 小 与 电极 材 料 有 关 （ 钨 为 １ Ｖ， 为 １Ｖ， 般 称 为 放 正 ， 第 可 能 发 生 短 路 、开 路 或 接 地 等 危 险 点 在 火 花 试 验 装 置 电 极 上 开 断 、 闭 电维 持 电 压 ） 这 一 阶段 的持 续 时 间 决 定 于 电 极 的 闭合 速 度 。 三 阶 段 合 时 ， 电 产 生 的 能量 若 超 过 气 体 引 爆 能 量 就 会 造 成 气 体 混 合 物 的 爆 是极间放电结束、 放 电极彻底 闭合 阶段 ， 电极受外力作用而闭合 ， 极间电 由于 电容 中残 存 的 能 量 释 放 ， 流 出 现 电 炸 。 以应 首 先 研 究 电 气 放 电 ， 析 放 电形 式 及 其 规 律 。 据 气 体 放 电 压 由放 电维 持 电压 下 降 到 零 ， 所 分 根 理论 ， 电路 在 切 换 时 的 基 本 放 电形 式 有 三种 ： 花 放 电 ， 弧 放 电 ， 火 电 辉 峰 值 ， 电 极 已 闭合 ， 量 主 要 由电 路 中电 阻 吸 收 。 但 能 ２电容 性 电路 火 花 放 电 功率 和能 量 电 火 花 引 爆 可 燃 性 气 体 混 合 ． 光 放 电 ， 及 由 三种 放 电形 式 组 成 的 混 合 放 电 。 以 除 特 放 火 花 放 电 ， 般 是 在 接 通 和 断 开 带 电容 的本 质 安 全 电路 时 ， 于 物 ， 了 放 电 能 量这 一 参 数 外 ， 别 要 考 虑 放 电 瞬 时功 率 。 电 既 要有 ． 一 由 又要 有 适 当大 小 的 功 率 ， 会点 燃 气 体 混 合 物 。 才 严格 击 穿 放 电 间 隙 而产 生 的 。火 花 放 电 的 过 程 可 分为 三 个 主 要 阶段 第 一 适 当 大 小 的 能 量 ， ： 只 才会 引 阶段 火 花 形 成 阶段 ， 施 加 外 电压 瞬 间起 至 间 隙 被 击 穿 止 ， 时 火 花 地 说 ， 有 在 放 电 功率 相 当 大 的情 况 下 放 出 适 当 大 小 的能 量 ， 以 此 虽 带 的 电流 小 而 加 在 放 电 间 隙上 的 电 压 较 稳 定 ，持 续 时 间 短 约 为 １ 爆 可 燃 性 气体 混合 物 。如 果 放 电的 火 花 功 率 相 当 小 。 然 放 电 时 闻很 ０ 秒 ， 花 形 成 阶段 的最 后 形 成 一 个 导 通 带 ， 二 阶 段 开 始 ， 时 电 容 上 长 ， 是 很 难 点燃 的 。 文 考 察 了火 花 放 电 的 能量 和 功率 波 形 ． 据 火 火 第 此 也 本 根 的全 部 电 荷 将 沿 着 所 形 成 的 火 花 带 流 通 ， 并 使 之 加 热 到 １０ ０ 花 放 电 电 流 和 电 压 ， ００ ～ 得到 的火 花 放 电能 量 和 功 率 曲线 。 ２０ ０ 间 隙上 的 电压 迅 速 降 到一 个 极 小 的数 值 ，而 电 流却 可 达 到极 ００℃ 火 花 放 电功 率 波 形 与 放 电 电流 波 形 比较 近似 。 放 电间 隙 被击 穿 在 大 值 １ １４ 。 自到 此 阶段 终 了时 ， 容 一 直在 放 电 ． 放 电 间 隙 的 后 ， 乎 在 放 电 电流 上 升 至 最 大 值 的 同 时 。 电 瞬 时 功 率 也 达 到最 大 。 Ｏ 安 ｏ 电 而 几 放 电阻 从 最 大初 始 值 降 到 一 个 很 小 的 终 了值 。 第三 阶段 ｆ 减 阶段 ） 花 电容 电 路 放 电 过程 中 。放 电维 持 阶段 和 放 电 结 束 阶 段 释 放 的 能量 很 哀 火 放 带 被 破 坏 ， 是 山 于 高温 火 花 带 的 热 辐 射 被 周 围 气 体 层 所 吸 收 ， 火 小 ， 电 的第 一 阶段 一 火 花 放 电 是 引燃 可燃 性 危 险混 合 物 主 要 能 量 。 这 使 也可以看 出， 电容 性 电 路 的 闭 合 放 电具 有 电 压 变 化 快 、 续 时 间 持 花 带 展 宽而 造 成 的 。这 三 个 过 程 约 在 １ １ 秒 的 极短 时 间 内 完 成 。 Ｏ～０ 电 放 这 火 花 放 电所 释放 的能 量 主 要 由两 部 分 组 成 ， 放 电 电 子 束 中 散 失 的 能 短 、 流 变 化 大 ， 电能 量 集 中 的特 点 。因 此 ， 种 放 电 比较 容 易 引爆 在 量和电极表 面传导 的能量。 正是后者的大小决定着放 电能否引燃爆 炸 混 合 性 气 体 。 性 气 体 混 合 物 ， 分 明显 ， 极 表 面 传 导 的 能 量 小 而 在 放 电 电 子束 中 十 电 ３电容 性 电路 火 花 放 电伏 安 特 性 为 了 分 析 直 流 本 安 电 容 性 电路 ． 的放 电 特 性 ， 我们 首 先 来 分 析 其 伏 安 特 性 。 通 过 试 验 测 得 各 种 电 路参 散 失 的 能量 大 的火 花 容 易 点 燃 。 电流 波 形 ， 然后 根 据 电 压 、 流 的 数 据绘 出 电 电 弧放 电 ， 本 质 安 全 理 论 中 经 常研 究 的一 种放 电 形式 。 在切 换 数 下 的 大 量火 花 放 电 电压 、 是 小 电 流 、 电压 的本 质 安 全 电 路 时 ． 低 由于 液态 金 属 桥 的断 开 形 成 电 弧 相 应 的 火 花放 电伏 安 特 性 曲线 ． 现 这 些 伏 安 特 性 曲 线 具 有 相 同 的特 发 放 电 。液 态金 属 桥 的形 成 情 况 是 这 样 的 ： 触点 断开 瞬 间 ， 触 压 力 急 点 ： 对 应 火 花 放 电 的 电 流 上 升 至 峰 值 的 过 程 中 ， 在 接 在 由于 此 时 放 电 间 隙 剧地 降低 ， 电极 接 触 面 减 少 ， 渡 电 阻 值增 大 。 当 电极 上 电 流 、 过 电压 达 击 穿 ， 流 急 速 增 大 ， 电 电压 下 降 ， 电路 呈 现 明 显 负 阻 抗 状 态 ； 花 电流 火 电压 降 低 为 放 电维 持 电压 的 过 程 ， 现 普 通 电 阻 的 呈 到 与 接 触点 熔 化 相 应 的数 值 时 ， 电极 间便 形 成 液态 金 属滴 。 在 电 极 从 峰 值 降 低 为 零 ， 在 继 续 拉 开 的过 程 中 ， 态 金 属 滴 被 拉 长 为 连 接 两 电极 的 电 桥 。 随 着 桥 伏 安 特 性 。 液 并 且 这 两个 过 程 均 可 近 似 看 作 直 线 。 在 电 流 上 升 阶段 ． 着火 花 随 上 电压 的增 加 ， 属 沸 腾 ， 使 桥爆 炸 般地 断开 。 点 低 的 金 属 容 易形 金 并 熔 成 液 桥 ， 点 低 的金 属 沸 腾 温 度 也 低 ， 桥 断 开 的 电 流 也 比难 熔 金 属 电 流 的 增 加 ， 花 电压 减 小 ； 电 流 下 降 阶 段 ， 着 火
电容放电对开关型本质安全电源影响的研究
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工 艺 与 应 用
・
电容 放 电对 开 关 型 本 质 安 全 电 源 影 响 的研 究
穆 丽 娟
（ 山西 煤 炭 职 业 技 术 学 院 ， 山西 太 原 ００ ３） ３ ０ １
Ｔｈｅ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｕ ｈ ｍ ｐａ ｔ ｏ ｐ ｃ ｔｖ ｉｃ ｒ ｅ ｉ ｓ ａ ｃ ｂｏ ｔ ｔ ｅ Ｉ ｃ ｆＣａ ａ ｉｉ ｅ Ｄ ｓ ｈａｈ ｎｇ Ｉ ｔ ｉ ｉ ａ ｌ ａ ｅ Ｐｏ ｒ Ｓ ｐ ｙ
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容性本安电路放电模型及放电特性分析
(c)y?,=ion
为了进一步分析串联电阻与放电能量的对应关 系 ，按式(4)仿真的放电能量-电阻曲线如图4 所示。
Xl 0-5
图4 不 同 电 容 值 对 应 的 曲 线
从 图 4 中可以看出在相同电容条件下，串联电 阻 越 大 放 电 能 量 越 小 ，对 放 电 能 量 有 明 显 的 抑 制 作 用 。另外本曲线绘制了电容串联电阻值与放电能量 的对应关系，将 串 联 电 阻 与 放 电 能 量 数 量 化 ，可供 相关人员直接查询。 2 . 2 降低电容端电压放电特性分析
ZHAO Yong-hong1'2
(1. C C T E G Taiyuan Research Institute Co. , Ltd. , Taiyuan 030006, China；
2. National Engineering Lab of Coal Mining and Excavation Machinery Equipment, Taiyuan 030006, China)
2 . 1 等效电容法放电特性分析 保 持 端 电 压 12V 不 变 ，改 变 电 容 串 联 电 阻 心
值 ，分 别 为 5〇n 、3〇n 、 i o n 时 ，其 他元件参数不 变 ，观 察 MATLAB仿 真 结 果 ，分析电容串联电阻大 小与放电电压、放 电 电 流 随时间变化曲线。仿真结 果曲线如图3 所示。
通 过 测 试 曲 线 可 知 ，随 着 电 容 串 联 的 电 阻 的 减 小 ，放 电 电 流 幅 值 越 来 越 大 ，放 电 时 间 越 来 越 短 ， 表 明 放 电 能 量 越 来 越 集 中 ，引 燃 爆 炸 性 气 体 的 可 能 性越来越大。
(a)fiL=5〇n
电源变压器的放电特性与安全性探讨
电源变压器的放电特性与安全性探讨电源变压器是将电力系统中的电能转化为电压和电流适合其他电气设备使用的装置。
它的作用是将高电压变为低电压，或者将低电压变为高电压。
然而，虽然电源变压器在电气系统中起到非常重要的作用，但在使用过程中也存在一些放电特性和安全性方面的问题。
本文将深入探讨电源变压器的放电特性与安全性，并提出相关的解决方案。
首先，我们来讨论电源变压器的放电特性。
电源变压器在工作过程中，会因为长时间的运行和电能转化而产生一定程度的热量。
当内部的温度过高时，会导致电源变压器的放电现象，这可能对电气设备和人的安全造成风险。
因此，在设计电源变压器时，需要考虑合适的冷却系统，以确保温度在安全范围内。
其次，我们需要讨论电源变压器的安全性问题。
由于电源变压器一般连接到电力系统中，其中的电压和电流较高，因此需要采取一系列的安全措施。
首先是采用合适的绝缘材料和绝缘层，以防止电源变压器与其他电气设备或金属接触导致电流泄漏或触电危险。
其次是采用过载保护装置，以防止电源变压器长时间超负荷运行，从而引发火灾或其他安全事故。
此外，还需要定期检查和维护电源变压器，确保其正常运行，减少安全风险。
为了解决电源变压器放电特性和安全性方面的问题，我们可以采取以下措施。
首先，应确保电源变压器的绝缘材料和绝缘层具备足够的电气绝缘性能。
这可以通过选用高质量的绝缘材料、合理设计绝缘层的厚度和结构来实现。
同时，需要定期进行电源变压器的绝缘电阻测试，以及高压耐压测试，以确保其绝缘性能符合标准要求。
其次，可以采用合适的冷却系统来控制电源变压器的温度。
这可以包括采用循环流动的气体冷却方式、液体冷却方式或风冷方式。
在设计和选择冷却系统时，需要考虑到电源变压器的功率、工作环境温度以及负载状况等因素，以确保足够的散热效果，并防止温度过高引发放电现象。
另外，合理设计电源变压器的结构和布局也是确保其安全性的重要因素。
例如，可以采用防火材料作为外壳材料，以增强电源变压器的抗火性能。
电容器充放电实验综合研究
电容器充放电实验综合研究电容器是一种存储电能的装置，它能够将电能以电场的形式存储在两个金属板之间。
电容器的充放电实验是电学中的基础实验之一，通过这个实验可以深入了解电容器的原理和性质。
首先，我们需要准备一块电解质电容器、电源、电阻、开关和电压表。
将电容器连接到电源的正负极，然后将电阻和开关依次连接到电容器和电源之间。
在电压表上设置一个初始电压值，保证电容器中没有电荷。
接下来，我们将进入充电过程。
打开开关，电流从电源正极进入电容器的正板，然后流经电阻，最后回到电源的负极。
在这个过程中，电荷会慢慢地积累在电容器的两个金属板之间，使得电容器的电压逐渐升高。
我们可以使用电压表来测量电容器的电压随时间的变化。
利用欧姆定律，我们可以得出电容器中的电流变化规律。
然后，我们将进行放电过程。
在电容器充满电后，我们关闭开关使得电容器与电源之间断开。
在这个过程中，电容器中的电荷会通过电阻外流，使得电压逐渐降低。
同样，我们可以使用电压表来测量电容器的电压随时间的变化，进而得出电容器中的电流变化规律。
在进行电容器的充放电实验中，我们还可以改变一些实验条件，例如改变电容器的电容量、电阻的阻值等，来观察实验结果的变化。
这样可以更好地理解电容器的性质，并进一步研究其应用。
通过对充放电实验的综合研究，我们可以得出以下几点结论：首先，电容器的充电过程遵循指数衰减规律。
即电容器的电压随时间的变化呈指数函数关系，初始电压值为U0，时间常数为RC。
电容器的放电过程也遵循相似的规律。
其次，电容器的充电时间与其电容量和电阻的阻值有关。
当电容器的电容量增加或者电阻的阻值增大时，电容器的充电时间也会相应地增加。
第三，电容器的放电时间与其电容量和电阻的阻值有关。
当电容器的电容量增加或者电阻的阻值减小时，电容器的放电时间也会相应地增加。
最后，电容器的充放电过程中，电容器的电流随时间逐渐减小。
并且在充电过程结束后，电容器的电流为零；在放电过程结束后，电容器的电流达到一个稳定的值。
电容器充放电特性分析
电容器充放电特性分析电容器是一种常见的电子元件，用于储存和释放电荷。
在电子电路中，电容器的充放电特性对于电路的稳定性和性能有着重要的影响。
本文将对电容器的充放电特性进行分析，并探讨其在电子领域中的应用。
1. 电容器的基本原理电容器由两个导体板和介质组成，导体板之间的介质可以是空气、纸介质、聚乙烯等。
当电容器接通电源时，正极板积聚正电荷，负极板积聚负电荷，导致导体板之间形成电场。
电容器的电容量取决于导体板的面积、板间距和介质的介电常数。
2. 电容器的充电过程当一个电容器与电源相连时，它开始进行充电过程。
在开始时，电容器没有电荷，电源的正极将正电荷输入电容器的正极板上，而负极将负电荷输入电容器的负极板上。
随着时间的推移，电容器的电荷逐渐增加，导致电场的强度增加。
由于电场的存在，电荷的积累会变得困难，电容器的充电速度会减缓。
3. 电容器的放电过程当电容器的电荷达到一定程度后，如果断开与电源的连接，电容器将开始进行放电过程。
在开始时，电容器的正极板上积聚的正电荷会流向负极板，导致电容器的电场逐渐减弱。
随着时间的推移，电容器的电荷会不断减少，直到最终放电完成。
放电过程的速度取决于电容器的内部电阻和导体板之间的电位差。
4. 电容器充放电特性的影响因素电容器的充放电特性受到多个因素的影响，包括电容器的电容量、电阻、电源电压、充放电时间等。
较大的电容量使得电容器能够存储更多的电荷，而较小的电阻可以提高充放电的速度。
电源的电压决定了充电的速度和放电的能量，而充放电时间则决定了充放电过程的时长。
5. 电容器的应用电容器在电子领域中有广泛的应用。
在直流电路中，电容器可用作滤波器，用于去除电源中的杂散信号。
在交流电路中，电容器可以构成谐振回路，用于调节电路的频率响应。
电容器还可以用于存储能量，例如在相机的闪光灯中使用电容器存储电能，并在需要时以高能量放电。
总结：电容器的充放电特性是电子电路设计中不可忽视的因素。
正确理解和分析电容器的充放电过程对于确保电路的稳定性和可靠性至关重要。
电容器放电与充电特性的研究与优化
电容器放电与充电特性的研究与优化一、引言电容器作为一种常见的电子元件，其充电和放电过程具有很大的实际应用价值。
本文将对电容器的放电和充电特性进行研究和优化，探讨电容器在不同应用场合下的最佳工作状态。
二、电容器的工作原理和特性电容器具有存储电荷的特性，其充电和放电的过程可以用RC 电路模型进行描述。
电容器的充电过程符合指数函数规律，其充电电流随时间的增加而逐渐减小，充电的时间常数T由电容器的容值和电阻值决定。
电容器的放电过程也符合指数函数规律，其放电电流随时间逐渐减小，放电的时间常数T同样由电容器的容值和电阻值决定。
在实际应用中，电容器的工作状态会受到多种因素的影响，例如电容器的容值、电阻值、工作电压、温度、环境湿度等。
对于不同的应用场合，需要对电容器的工作状态进行优化，以确保电容器能够正常工作，发挥最佳性能。
三、电容器放电特性的优化对于电容器的放电特性，我们可以通过优化电容器的电阻值和容值来实现。
对于需要快速放电的应用场合，我们可以选择电阻值较小的电容器，以便快速放电。
例如，在电子闪光灯中，需要快速放电以产生强烈的闪光光线，因此我们可以选择电阻值较小、容值较大的电容器。
另外，对于需要平稳放电的应用场合，我们可以选择电阻值较大、容值较小的电容器，以便实现平稳的放电过程。
例如，在音响系统中，需要电容器逐渐放电以避免对喇叭造成伤害，因此我们可以选择容值较小、电阻值较大的电容器。
四、电容器充电特性的优化对于电容器的充电特性，我们可以通过优化电容器的电阻值和工作电压来实现。
对于需要快速充电的应用场合，我们可以选择电阻值较小、工作电压较高的电容器，以便快速充电。
例如，在充电器中，需要快速充电以节省时间，因此我们可以选择工作电压较高、电阻值较小的电容器。
另外，对于需要平稳充电的应用场合，我们可以选择电阻值较大、工作电压较低的电容器，以便实现平稳的充电过程。
例如，在电子产品中，需要电容器逐渐充电以避免对电池造成损害，因此我们可以选择工作电压较低、电阻值较大的电容器。
电容与电路充放电特性的实验研究
电容与电路充放电特性的实验研究引言：电容是电路中常见的一种元器件，它具有存储能量、充放电等特性。
在电子学和电路设计中，对电容的充放电特性进行实验研究，不仅可以加深对电容的理解，还有助于掌握电路设计和分析的基本原理。
本文将从理论基础、实验目的和步骤、实验结果和分析等方面进行论述，以期为读者提供一定的参考。
一、理论基础：1. 电容的基本概念：电容是一种用于存储电荷和能量的元器件，由两个导体板之间的绝缘介质（如二氧化硅）构成。
根据电容的定义，电容C等于电荷Q与电压U之比，即C=Q/U。
2. 电容充放电的基本原理：当电容与电源电压相连时，会发生电荷的积累，即电容开始充电。
在充电过程中，电容两端的电压逐渐增加，直到与电源电压相等时，达到稳态。
而在断开电源的情况下，电容会开始放电，电容两端的电压逐渐降低，直到最终降为零。
二、实验目的：通过实验研究电容与电路的充放电特性，掌握以下内容：1. 电容充电曲线的测量和分析；2. 电容电压与电荷之间的关系；3. 电容存储的能量计算。
三、实验步骤：1. 实验器材准备：准备一个电容、一个恒定直流电源、一个阻值适当的电阻、一个数显万用表。
2. 构建电路：将电容与电阻串联，并与电源连接，通过数显万用表测量电容两端的电压。
3. 测量电容充放电曲线：- 将电源打开，开始记录电容充电过程中电容两端的电压随时间的变化；- 在充电过程中的几个时间点，记录电容两端的电压数值。
4. 测量电容电压与电荷的关系：- 在不同时间点停止充电，记录电容两端的电压和万用表的电流数值；- 利用电容公式C=Q/U，计算不同时间点电容存储的电荷。
5. 计算电容存储的能量：- 根据公式W=1/2CV^2，计算不同时间点电容存储的能量。
四、实验结果和分析：1. 电容充放电曲线：根据实验测量的数据，绘制出电容充放电曲线。
充电过程中，电容两端的电压随时间逐渐增加，放电过程中电容两端的电压逐渐降低。
充放电过程中，电压的变化呈指数函数关系。
电容器的充放电实验研究
电容器的充放电实验研究电容器是一种常见的储存电荷和能量的电子元件。
它可以通过充电和放电过程实现电荷的储存和释放。
本文将对电容器的充放电实验进行研究，探讨充放电过程中的物理原理、实验装置和实验步骤。
实验原理电容器是由两个金属板和中间的绝缘介质组成的。
当电容器接入电源时，电压源会给电容器充电，此时电压源的正极引起电容器正板上的电荷，而负极引起电容器负板上的电荷，形成电场。
电荷在金属板上的碰撞和运动导致电荷的储存和电能的积累。
在充电过程中，电容器的电压逐渐增加，电流逐渐减小，直到电压源的电压与电容器的电压相等，电容器充电完成。
当断开电压源后，电容器开始放电，电容器的电荷开始流动，释放储存的电能。
实验装置进行电容器充放电实验需要一些实验装置。
以下是常用的实验装置：1. 电容器：选择合适的电容器，可以是电解电容器或固体电容器。
2. 电阻：用于控制电流大小和充放电过程的时间。
3. 变阻器：可以调节电阻大小，改变电流和充放电时间。
4. 电压源：提供充电所需的电压。
5. 电流表：测量电路中的电流。
6. 电压表：测量电容器的电压。
实验步骤下面是进行电容器充放电实验的一般步骤：第一步：搭建实验电路。
连接电容器、电阻、电压源和电流表，确保电路连接正确。
第二步：设置电流。
使用变阻器或固定电阻调节电流的大小，保持恒定。
第三步：充电。
将电压源接入电路，并逐渐增加输出电压，观察电容器充电的过程，记录电压和时间的关系。
第四步：放电。
断开电压源，并观察电容器放电的过程，记录电压和时间的关系。
第五步：分析结果。
根据实验数据绘制充放电曲线，分析电容器在充放电过程中的行为和特性。
实验注意事项在进行电容器的充放电实验时，需要注意以下几点：1. 安全操作：遵循实验室的安全操作规范，正确使用实验仪器和设备。
2. 精确测量：使用准确的测量工具，确保实验数据的准确性。
3. 控制变量：在实验过程中，尽量控制其他因素的影响，只改变充放电时间、电流大小等待测量因素。
电容器放电性能分析与优化
电容器放电性能分析与优化电容器是电子元器件中的一种，它可以储存电能，并且在需要的时候释放出来。
电容器的充电和放电过程是很重要的，因为这直接影响到电容器的使用效能。
在实际应用中，我们经常需要将电容器的放电性能进行分析和优化，以提高其性能和使用寿命。
本文将介绍电容器放电性能分析和优化的相关方法和技巧。
一、电容器的基本原理在介绍电容器的放电性能分析和优化之前，我们首先需要了解电容器的基本原理。
电容器的基本组成部分是两个电极板和两个电介质之间的间隙。
当电容器接入电源时，电荷会从一个电极板流经电源引线，经过外部电路，再流回到另一个电极板。
在这个过程中，电荷在电容器的两个电极板之间储存电能，这就是电容器的充电过程。
当电源被切断时，电容器中的电荷会流回电源，这个过程叫做电容器的放电。
二、电容器放电性能分析电容器的放电性能指的是电容器放电的速度和放电电流的大小。
电容器放电的速度和放电电流的大小与电容器的电容量、电压和内部电阻等因素有关。
具体来说，电容器的放电速度取决于电容器的电容量、放电电流和电容器内部电阻的大小。
电容器放电的电流大小则取决于电容器的电容量和电压。
因此，我们可以通过分析电容器的电容量、电压和内部电阻等参数来提高电容器的放电性能。
三、电容器放电性能优化电容器放电性能优化的目的是提高电容器的放电速度和放电电流的大小，由此提高电容器的使用效能和寿命。
具体来说，电容器的放电性能优化可以通过以下几种方法来实现：1. 选择高性能电容器选择高性能的电容器是提高电容器放电性能的最简单有效的方法之一。
高性能电容器具有更高的电容量和更低的内部电阻，从而可以提高电容器放电的速度和放电电流的大小。
2. 优化电容器的内部电阻电容器的内部电阻是电容器放电速度的主要限制因素之一。
优化电容器的内部电阻可以提高电容器的放电速度和放电电流的大小。
具体来说，可以采用改进电容器的结构、增加电容器的接点面积、提高电容器的材料纯度等方法来降低电容器的内部电阻。
本质安全电感电容复合电路电弧放电特性的研究
本质安全电感电容复合电路电弧放电特性的研究
孟庆海;牟龙华
【期刊名称】《煤炭学报》
【年(卷),期】2004(029)004
【摘要】在火花试验装置上进行爆炸试验,得到本质安全复合电路的放电波形,发现电弧电压基本维持在最小建弧电压,而电容电流随着电路参数的不同而发生振荡.发生电流振荡的条件是电感时间常数大于电容时间常数的一半.建立了容性点燃时的电弧放电数学模型,并进行了仿真.
【总页数】3页(P510-512)
【作者】孟庆海;牟龙华
【作者单位】中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008;中国矿业大学,信息与电气工程学院,江苏,徐州,221008
【正文语种】中文
【中图分类】TD685
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本安电源电容性电路放电特性研究
本安电源电容性电路放电特性研究摘要:本质安全电路理论及检测是与电气放电密切相关的，由于开关电源输出端存在较大的电容。
它对电源的本质安全输出有较大影响，因此有必要对电容性电路的放电特性进行进一步研究。
关键词:电气放电；放电特性；伏安特性本质安全电路理论及检测是与电气放电密切相关的，正是被认为可能发生短路、开路或接地等危险点，在火花试验装置电极上开断、闭合时放电产生的能量若超过气体引爆能量就会造成气体混合物的爆炸。
所以应首先研究电气放电，分析放电形式及其规律。
由于开关电源输出端存在较大的电容，它对电源的本质安全输出有较大影响，因此有必要对电容性电路的放电特性进行进一步研究。
而且随着工作频率的提高，开关电源采用的电感越来越小，通常都小于1mH（本质安全理论认为电感量小于lmh的电路可看作电阻性电路）．而开关电源输出端滤波电容对电源本质安全输出影响大。
从负载端看，开关电源属于电容性电路。
因此，要研究开关电源本质安全性能．首先需要弄清楚电容的放电过程，分析其放电的规律。
一、电气放电形式本质安全电路理论及检测是与电气放电密切相关的。
正是被认为可能发生短路、开路或接地等危险点在火花试验装置电极上开断、闭合时，放电产生的能量若超过气体引爆能量就会造成气体混合物的爆炸。
所以应首先研究电气放电，分析放电形式及其规律。
根据气体放电理论，电路在切换时的基本放电形式有三种：火花放电，电弧放电，辉光放电，以及由三种放电形式组成的混合放电。
火花放电，一般是在接通和断开带电容的本质安全电路时，由于击穿放电间隙而产生的。
火花放电的过程可分为三个主要阶段：第一阶段火花形成阶段，以施加外电压瞬间起至间隙被击穿止，此时火花带的电流小而加在放电间隙上的电压较稳定，持续时间短约为10秒，火花形成阶段的最后形成一个导通带，第二阶段开始，此时电容上的全部电荷将沿着所形成的火花带流通，并使之加热到10000～20000℃间隙上的电压迅速降到一个极小的数值，而电流却可达到极大值1O2～104安。
本安直流稳压开关电源的研究(改)
Power Supply
•专
业： 电气工程及其自动化
•班
级： 0503
• 学 生 姓 名： 韩轶
•学
号： 200585130
• 指 导 教 师： 王宁会
• Dalian University of Technology
本安直流稳压开关电源的研究
*总结：
1.从本质安全的角度出发，研究了电容性电路闭合放电过程，确定了电路放电时
放电间隙上的电压和电流变化规律，初步建立了电容性电路低能火花放电的 数学模型，并对电容性电路经电感放电的特点进行分析，为本安电路设计提 供必要的理论基础 2.研究了煤矿井下本质安全防爆直流电源的特殊性，针对煤矿井下的特殊要求， 详细阐述了本质安全防爆开关电源的设计思路，对开关电源中储能元件的保 护进行了分析，给出特殊处理方法 3.研究了本质安全电源与备用电源的多种连接方案，设计了一种新型隔爆兼本安 直流开关电源系统（带有备用电源），将不间断供电、输出电压稳定与调节 等功能集成在一个功率变换级上，具有电路拓扑简洁、变换效率高、不间断 供电、成本低等优点。详细给出了系统中各环节的基本原理、设计步骤和计 算方法。并进行了电路试验，试验结果证明了设计的可行性和合理性
致谢
感谢各位老师对我的答辩进行悉心指导！
感谢各位同学对我毕业设计上的帮助！
我会在以后的学习和工作中更加努力提高自 己！！！
1.保护电路
2.DC3.3V DC/DC变换
图中所用保护芯片为VC90
BSI-3.3SR0A 实物图
本安直流稳压开关电源的研究
*DC12V本安模块
电容器充放电实验综合研究
电容器充放电实验综合研究电容器的充放电实验是电学的基础实验之一，通过实验可以了解电容器的基本特性以及电容器的充放电过程。
本文将从实验目的、实验步骤、实验结果以及实验分析等方面综合研究电容器充放电实验。
实验目的：1.了解电容器的基本原理和特性。
2.熟悉电容器的充电和放电过程。
3.掌握电容器充电和放电的实验方法。
4.分析充放电过程中电荷的变化以及电压的变化。
实验材料和仪器：1.电源、电容器、电阻、电流表、电压表、开关等实验器材。
2.电阻箱、导线、插头等辅助设备。
实验步骤：1.将电源正极与电容器的一极连接，负极与导线连接。
2.通过开关控制电路的通断，观察电容器的充电过程。
3.记录电容器的充电时间和电容器两极之间的电压。
4.利用电压表测量电容器放电后的电压。
5.观察电容器的放电过程，并记录电容器两极之间的电压随时间的变化。
6.重复以上步骤，改变电阻大小、电容器容量等条件，进行不同条件下的充放电实验。
实验结果：1.充电过程中，电容器两极之间的电压逐渐增加，直到与电源电压相等。
2.放电过程中，电容器两极之间的电压逐渐减小，直到最终为0。
3.充电时间和放电时间与电容器的容量、电阻大小以及电源电压有关。
实验分析：1.充电过程中，电容器两极之间的电压增加的速度与电容器的容量成反比，与电阻大小成正比，与电源电压无关。
2.放电过程中，电容器两极之间的电压减小的速度与电容器的容量成正比，与电阻大小成正比，与电源电压无关。
3.通过改变电容器的容量、电阻大小以及电源电压，可以探究充放电过程中电荷的变化以及电压的变化规律。
4.充放电实验中还可以了解电容器的能量存储和释放过程，以及电容器的能量损耗情况。
5.对于大电容器的充放电实验，需要注意安全问题，防止过程中电容器短路或者热释放导致损坏。
综上所述，电容器的充放电实验是学习电学基础知识中非常重要的实验之一，通过实验可以深入了解和掌握电容器的基本特性以及充放电过程的规律。
在实验过程中需要注意安全、仔细记录实验数据，并进行适当的数据分析和实验原理的应用，从而得出准确的结论。
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本安电源电容性电路放电特性研究
摘要:本质安全电路理论及检测是与电气放电密切相关的，由于开关电源输出端存在较大的电容。
它对电源的本质安全输出有较大影响，因此有必要对电容性电路的放电特性进行进一步研究。
关键词:电气放电；放电特性；伏安特性
本质安全电路理论及检测是与电气放电密切相关的，正是被认为可能发生短路、开路或接地等危险点，在火花试验装置电极上开断、闭合时放电产生的能量若超过气体引爆能量就会造成气体混合物的爆炸。
所以应首先研究电气放电，分析放电形式及其规律。
由于开关电源输出端存在较大的电容，它对电源的本质安全输出有较大影响，因此有必要对电容性电路的放电特性进行进一步研究。
而且随着工作频率的提高，开关电源采用的电感越来越小，通常都小于1mH（本质安全理论认为电感量小于lmh的电路可看作电阻性电路）．而开关电源输出端滤波电容对电源本质安全输出影响大。
从负载端看，开关电源属于电容性电路。
因此，要研究开关电源本质安全性能．首先需要弄清楚电容的放电过程，分析其放电的规律。
一、电气放电形式本质安全
电路理论及检测是与电气放电密切相关的。
正是被认为可能发生短路、开路或接地等危险点在火花试验装置电极上开断、闭合时，放电产生的能量若超过气体引爆能量就会造成气体混合物的爆炸。
所以应首先研究电气放电，分析放电形式及其规律。
根据气体放电理论，电路在切换时的基本放电形式有三种：火花放电，电弧放电，辉光放电，以及由三种放电形式组成的混合放电。
火花放电，一般是在接通和断开带电容的本质安全电路时，由于击穿放电间隙而产生的。
火花放电的过程可分为三个主要阶段：第一阶段火花形成阶段，以施加外电压瞬间起至间隙被击穿止，此时火花带的电流小而加在放电间隙上的电压较稳定，持续时间短约为10秒，火花形成阶段的最后形成一个导通带，第二阶段开始，此时电容上的全部电荷将沿着所形成的火花带流通，并使之加热到10000～20000℃间隙上的电压迅速降到一个极小的数值，而电流却可达到极大值1O2～104安。
自到此阶段终了时，电容一直在放电．而放电间隙的电阻从最大初始值降到一个很小的终了值。
第三阶段f哀减阶段）火花带被破坏，这是山于高温火花带的热辐射被周围气体层所吸收，使火花带展宽而造成的。
这三个过程约在1O-6～10-8秒的极短时间内完成。
火花放电所释放的能量主要由两部分组成，在放电电子束中散失的能量和电极表面传导的能量。
正是后者的大小决定着放电能否引燃爆炸性气体混合物，十分明显，电极表面传导的能量小而在放电电子束中散失的能量大的火花容易点燃。
电弧放电，是本质安全理论中经常研究的一种放电形式。
在切换小电流、低电压的本质安全电路时．由于液态金属桥的断开形成电弧放电。
液态金属桥的形成情况是这样的：在触点断开瞬间，接触压力急剧地降低，电极接触面减少，过渡电阻值增大。
当电极上电流、电压达到与接触点熔化相应的数值时，在电极间便形成液态金属滴。
在电极继续拉开的过程中，液态金属滴被拉长为连接两电极的电桥。
随着桥上电压的增加，金属沸腾，并使桥爆炸般地断开。
熔点低的金属容易形成液桥，熔点低的金属沸腾温度也低，使桥断开的电流也比难熔金属要小。
火花试验装置中采用了熔点相当低的镉，很容易成弧。
辉光放电，在电压很高而电流较小时，可以产生辉光放电。
辉光放电的特点是它的阴极电压降比电弧放电要高，可达100～400伏。
所以放电能量基本上散失在电极上，而不是作为引燃爆炸危险混合物的能量出现。
另外，辉光放电在实际的安全电路非常少见，所以一般不考虑这种情况。
通过对三种放电的分析可以看出，在本质安全电路中，火花放电、电弧放电引爆可燃性混合物所需能量比辉光放电所需能量小得多。
因此，在本质安全电路中火花放电、电弧放电是主要的放电形式，也是引燃可燃性混合物爆炸的主要因素。
二、电容性放电特性
电容具有两端电压不能突变的特点，与电感性、电阻性电路不同。
电容性电路的火花放电是在电极接点闭合时产生的，而在接点断开时，不会发生火花放电。
1．电容性电路放电过程分析
电容是储能元件，可以把电源的能量以电场能的形式储存起来。
当电路闭合时，既有电源向电极间隙放电，又存在电容储存电能放电，主要以火花和电弧的形式放电。
由于充电电阻R0很大，可不考虑电源对电容放电的影响。
电容放电闭合瞬间，放电电流极大，而且放电极为迅速（放电时问常数i=RC很小），能量高度集中，危险性大。
屯容性电路放电过程可以人为分为三个阶段日：第一阶段即火花放电阶段，该阶段初始电极接点处于断开状态，当电极闭合（t=t0），接点间电压击穿放电间隙产生火花，沿着发光通道的气体被击穿变成良导体，电流快速上升，极间电压从开路电压迅速下降，极间呈现明显的负阻抗特性。
此时可听到空气爆裂声，这是因为放电通道中温度急速上升．通道中压力增大向外扩张引起的。
在放电电流达到最大值后电流开始减小，放电电压按一定规律下降，当下降到放电维持电压时，开始了第二阶段，即放电维持阶段，这～阶段放电通道扩展到位形平衡，内部压力被自生磁场约束力平衡，电极间电压几乎不变，其大小与电极材料有关（如钨为15V，镉为11V，一般称为放电维持电压），这一阶段的持续时间决定于电极的闭合速度。
第三阶段是极间放电结束、电极彻底闭合阶段，电极受外力作用而闭合，极间电压由放电维持电压下降到零，由于电容中残存的能量释放，电流出现峰值，但电极已闭合，能量主要由电路中电阻吸收。
2．电容性电路火花放电功率和能量
电火花引爆可燃性气体混合物，除了放电能量这一参数外，特别要考虑放电瞬时功率。
放电既要有适当大小的能量，又要有适当大小的功率，才会点燃气体混合物。
严格地说，只有在放电功率相当大的情况下放出适当大小的能量，才会引爆可燃性气体混合物。
如果放电的火花功率相当小。
虽然放电时闻很长，也是很难点燃的。
本文考察了火花放电的能量和功率波形．根据火花放电电流和电压，得到的火花放电能量和功率曲线。
火花放电功率波形与放电电流波形比较近似。
在放电间隙被击穿后，几乎在放电电流上升至最大值的同时。
放电瞬时功率也达到最大。
电容电路放电过程中。
放电维持阶段和放电结束阶段释放的能量很小，放电的第一阶段一火花放电是引燃可燃性危险混合物主要能量。
也可以看出，电容性电路的闭合放电具有电压变化快、持续时间短、电流变化大，放电能量集中的特点。
因此，这种放电比较容易引爆混合性气体。
3．电容性电路火花放电伏安特性
为了分析直流本安电容性电路的放电特性，我们首先来分析其伏安特性。
通过试验测得各种电路参数下的大量火花放电电压、电流波形，然后根据电压、电流的数据绘出相应的火花放电伏安特性曲线．发现这些伏安特性曲线具有相同的特点：在对应火花放电的电流上升至峰值的过程中，由于此时放电间隙击穿，电流急速增大，电压下降，电路呈现明显负阻抗状态；火花电流从峰值降低为零，电压降低为放电维持电压的过程，呈现普通电阻的伏安特性。
并且这两个过程均可近似看作直线。
在电流上升阶段．随着火花电流的增加，火花电压减小；在电流下降阶段，随着火花电流的减小，火花电压也逐渐降低。
由火花放电电压、电流波形可得到火花放电阶段火花放电间隙电阻，火花放电阶段火花放电间隙电阻象一个凹形曲线，放电时电阻在放电间隙刚击穿和火花带被破坏的哀减阶段比较大，在火花放电形成导通带阶段电阻值小，且比较恒定。
当火花电流升到最大峰值时，火花放电电阻下降到最小值，经试验测得，这个值很小，一般只有零点几欧姆。
参考文献:
[1]贾祥芝．煤矿直流稳压电源的现状和发展趋势『J1，煤矿设计，1998（9）：34—36．
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