并联电容器放电能量和放电电阻的估算
含电容器电路的分析与计算
含电容器电路的分析与计算电容器是一个储存电能的元件．在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它．简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上．分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过．所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．(2)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等．(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电.电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。
⑷如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。
含有电容器的电路解题方法（1）先将含电容器的支路去掉（包括与它串在同一支路上的电阻），计算各部分的电流、电压值。
（2）电容器两极扳的电压，等于它所在支路两端点的电压。
（3）通过电容器的电压和电容可求出电容器充电电量。
（4）通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度，再分析电场中带电粒子的运动。
例1：如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则（）A．电容器中的电场强度将增大B．电容器上的电荷量将减少C．电容器的电容将减小D．液滴将向上运动由题意可知，电容器与R2并联，根据闭合电路欧姆定律可确定随着滑片左移，电阻的变化，导致电压的变化，从而判定电阻R2的电压变化，再根据可得，电容器的电量及由E=知两极间的电场强度如何变化．【解析】A、电容器两板间电压等于R2两端电压．当滑片P向左移动时，R2两端电压U减小，由E=知电容器中场强变小，A错误；B、根据可得，电容器放电，电荷量减少，B项正确；C、电容器的电容与U的变化无关，保持不变，C项错误．D、带电液滴所受电场力变小，使液滴向下运动，D项错误；故选：B例2：在如图所示的电路中，电源两端A、B 间的电压恒定不变，开始时S断开，电容器上充有电荷．闭合S后，以下判断正确的是（）A．C1所带电量增大，C2所带电量减小B．C1所带电量减小，C2所带电量增大C．C1、C2所带电量均减小D．C1、C2所带电量均增大S断开时，外电路中没有电流，两电容器的电压都等于电源的电动势，S闭合后，两电容器的电压都小于电源的电动势，根据Q=CU分析电容器电量的变化．【解析】S断开时，外电路中没有电流，两电容器的电压都等于电源的电动势．S闭合后，两电阻串联，电容器C1的电压等于R1的电压，电容器C2的电压等于R2的电压，可知两电容器的电压都小于电源的电动势，根据Q=CU分析可知两电容器电量均减小．故C正确，ABD错误．故选C例3：如图所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C 不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较（）A．电容器C的上极板带正电B．电容器C的下极板带正电C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小电容在电路稳定时可看作开路，故由图可知，R1、R2串联后与R3、R4并联，当有光照射时，光敏电阻的阻值减小，由闭合电路欧姆定律可得出电路中总电流的变化及路端电压的变化，再分析外电路即可得出C两端电势的变化，从而得出电容器极板带电情况；同理也可得出各电阻上电流的变化．【解析】因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知，干路电路中电流增大，由E=U+Ir可知路端电压减小；R1与R2支路中电阻不变，故该支路中的电流减小；则由并联电路的电流规律可知，另一支路中电流增大，即通过R2的电流减小，而通过R4的电流增大，故C、D错误；当没有光照时，C不带电说明C所接两点电势相等，以电源正极为参考点，R1上的分压减小，而R3上的分压增大，故上极板所接处的电势低于下极板的电势，故下极板带正电；故A错误，B正确；故选B．例4:如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L=80cm，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=40V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B 板的位置以初速度v=4m/s水平向右射入两板间，该小球可视为质点．若小球带电量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A板右边缘射出（g取10m/s2）．求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多少？（2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？（3）此时电源的输出功率是多少？（1）小球进入电场中做类平抛运动，小球恰好从A板右边缘射出时，水平位移为L，竖直位移为d，根据运动学和牛顿第二定律结合可求出板间电压，再根据串联电路分压特点，求解滑动变阻器接入电路的阻值．（2）根据闭合电路欧姆定律求解电路中电流，由欧姆定律求解路端电压，即可求得两电表的读数．（3）电源的输出功率P=UI，U是路端电压，I是总电流．【解析】（1）小球进入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则有：水平方向：L=vt竖直方向：d=由上两式得：a===20m/s2又根据牛顿第二定律得：a=联立得：U==V=24V根据串联电路的特点有：=代入得：=解得，滑动变阻器接入电路的阻值为 R′=24Ω（2）根据闭合电路欧姆定律得电流表的示数为：I==A=1A电压表的示数为：U=E-Ir=（40-1×1）V=39V（3）此时电源的输出功率是 P=UI=39×1W=39W．答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω．（2）此时电流表、电压表的示数分别为1A和39V．（3）此时电源的输出功率是39W．每日一练解析C为板间距离固定的电容器，电路连接如图所示，当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电容器C充电B．电容器C放电C．流过电流计G的电流方向为a→G→bD．流过电流计G的电流方向为b→G→a首先明确含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据C=可知，电容器极板电量减少，即放电；电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从a移动到b，故流过电流计G的电流方向为b→G→a．【解析】AB、含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据C=可知，电容器极板电量减少，即放电，故A错误，B正确．CD、以上分析可知，电容器放电，且电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从a移动到b，电流的方向与电子的方向相反，故流过电流计G的电流方向为b→G→a，故C错误，D正确．故选：BD．。
第三节 电容器充放电
随着正负电荷的不断积累，电容器正极 板电位逐渐升高，与电源正极间的电位差逐 渐减小，当两者电位达到相等时，电荷不再 移动，充电电流为零，电容器两极板上所积 累的电荷也就不再增加，而电荷也就被储存 在电容器中了。电源负端的电子向电容器的 负极板流去，正极板中的电子则被绝缘介质 中的负电荷排斥到电源正极，从而就形成了 电流。
1 1 2 WC QU C CU C 2 2
电容器两端电压的变化，反映了电容 器中电场能量的变化。电容器中电场能量 的积累和释放都是一个逐渐变化的过程， 它只能从一种稳定状态变化到另一种稳定 状态。因此，电容器两端的电压决不会发 生突变，也只能是一个逐渐变化的过程。
U U1 U2 U3
1 1 1 1 C C1 C2 C3
q q1 q2 q3
U U1 U2 U3
C C1 C2 C3
一、电容器的充电和放电
图为电容器充、放电实验电路，其中C 大容量（储存电荷多）未充电的电容器，E 为内阻很小的直流电源，HL为小灯泡。
判断质量好坏的方法：
①若电容足够大且电容器质量很好，则万用表表针 会先向右偏转，后很快左偏恢复到原位； ②若电容器漏电量大，则万用表指针回不到原位，而 是停留在某一刻度上，其读数即为电容器的漏电阻值。 此值一般应大于几百至几千欧； ③若表针偏转到欧姆零位后不再偏转回原位，说明 电容器内部已短路(击穿) ④若表针根本就没有偏转则说明电容器内部可能已经 断路，或电容很小，充放电电流很小，不足以使表针 偏转。
对非电解电容的质量检测的示意图
检测现象
测量时表针向右偏转角度不大，指针按逆时针方向逐渐退 说明电容器有一定的充电现象。回“∞”处，表针稳定后 所指的读数就是该电容器 的漏电的电阻值
并联电容器设计规范
并联电容器装置设计技术规程SDJ 25-85(试行)主编部门:水利电力部西南电力设计院批准部门:中华人民共和国水利电力部施行日期:1985年2月12日中华人民共和国水利电力部关于颁发《并联电容器装置设计技术规程》(试行)的通知(85)水电电规字第11号为了适应电力建设发展的需要，并统一并联电容器装置设计标准，我部生产司和电力规划设计院于1982年委托西南电力设计院组织编制部颁标准《并联电容器装置设计技术规程》，参加编制的有东北电力设计院和西北电力设计院。
经主编单位和参加单位的努力工作，并在向有关设计、运行、科研等单位征求意见的基础上，于1984年11月由电力规划设计院和生产司对《并联电容器装置设计技术规程》送审稿进行了审查。
现批准《并联电容器装置设计技术规程》SDJ25—85颁发试行。
各单位在试行中要注意总结经验，如发现有不妥和需要补充之处，请将意见随时函告西南电力设计院并抄送我部生产司和电力规划设计院，以便修改时参考。
1985年2月12日第一章总则第1.0.1条本规程适用于35～220kV变电所内单组容量为2000kvar、10(6)kV及以上的并联电容器装置(以下简称电容器装置)新建和扩建的工程设计。
对于单组容量小于2000kvar电容器装置的设计，可参照执行。
第1.0.2条电容器装置的设计必须执行国家的技术经济政策，并应根据安装地点的电网条件、谐波水平、自然环境、运行和检修要求等，合理地选择接线方式、布置型式和控制、保护方式，做到安全可靠、经济合理和运行检修方便。
第1.0.3条电容器装置的总容量应根据电力系统无功规划设计、调相调压计算及技术经济比较确定。
对于35～110kV变电所中电容器装置的总容量，按照无功功率就近平衡的原则，可按主变压器容量的10%～30%考虑。
第1.0.4条遵照本规程设计的电容器装置，尚应符合现行的国家和水利电力部的有关标准、规范和规程的规定。
第二章接线第一节一般规定第2.1.1条电容器装置的接线，应使电容器的额定电压与接入电网的运行电压相配合。
原创1：含容电路的分析与计算
由欧姆定律得通过R1的电流
E
10
I
A 1A
R1 R2 4 6
(2)S断开前，C两端电压U1＝IR2＝6 V C所带电量Q1＝CU1＝30×10－6×6 C＝1.8×10－4 C 开关S断开稳定后，总电流为零， 电容器两端电压为E， 所带电量Q2＝CE＝30×10－6×10 C＝3×10－4 C 通过R1的电量，即为电容器增加的电量 ΔQ＝Q2－Q1＝1.2×10－4 C． 答案：(1)1 A (2)1.2×10－4 C 规律总结：处于稳定状态时，电容器相当于断路，与之串联的电阻不
例1．如图所示，电路中E＝10 V，R1＝4 Ω，R2＝6 Ω，C＝30 μF．电 池内阻可忽略． (1)闭合开关S，求稳定后通过R1的电流． (2)然后将开关S断开，求这以后通过R1的总电量．
解析：(1)电路稳定后，电容器所在的支路上无电流通过，
因此R1与R2串联，C两端的电压即为R2两端的电压．
R0为定值电阻，R1、R2为可调电阻，用绝缘细线 将质量为m、带正电的小球悬于电容器内部．闭合 电键S，小球静止时受到悬线的拉力为F，下列关 于F的大小变化的判断正确的是( ) A．保持R2不变，缓慢增大R1时，F将变大 B．保持R1不变，缓慢增大R2时，F将变小 C．保持R1、R2不变，减小平行板MN的间距，F将变大 D．保持R1、R2不变，减小平行板MN的间距，F将变小
·R2＝3 V.
Q＝CU2＝12×10－6 C，且a板带正电，b板带负电．
SQ闭′＝合C，U1C＝两7端.2×电1压0－即6 RC1．两且端a电板压带，负由电电，路b分板析带：正U电1=．R1
R1 R2
·r
E R外
·R外=1.8 V.
据此通过电流表电量ΔQ＝Q＋Q′＝1.92×10－5 C. 答案：1.92×10－5 C
并联电容器
内部保护性装置 内部压力感应切断器的运作原理由于频繁自愈而导 致的电容器内压力增加将会使电容器盒的弹性壁膨 胀凸出。锯齿状带将被撕成两段，然后电流就会如 下图示被中断。这样，该电容器就会与电源断开以 防止外壳破裂和有可能随之发生的火灾。
BZMJ型低压并联电容器 BZMJ型低压并联电容器
环保类别： 无铅环保型 安装方式： 直插式 包装方式： 盒带编带包装 概述 采用先进的金属化膜作为材料，引进国外先进技术设 备，严格按照国家标准及IEC标准组织生产的；主要 用于低压电网提高功率因数，减少线路损耗，改善电 压质量，是国家推荐使用的新型节电产品。
主要技术指标 使用条件：环境温度-25℃~+50℃, 湿 度≤85% ，海拔2000米以下。 额定电压：250VAC，400VAC， 525VAC，690VAC，750VAC。 额定容量：1~100kvar。 容量允差：-5~+10% 损耗角正切值：在工频额定电压下， 20℃时tgδ≤0.1%。 交流耐电压：极间2.15倍额定电压10 秒钟，极壳间3kV10秒钟。 最高允许过电压：1.10倍额定电压。 最高允许过电流：1.30倍数额定电流。 自放电特性：电容器加 2Un直流电压， 断开电源3分钟后，剩余电压降
2.能节省设备费用 电容器的功率因数加大后，可减低电线中的电流量。 使用强电流的电焊机或新机器时，安装此电容器， 便能抑制因配装新机器而引起的电流上升现象。因 此可节省增设配电设备的成本。 3.提高生产量，保持质量 功率因数得到改善后，电压下降或电压变动的现象 将会减少。低压进相电容器接上电动因而使用电动机生产出的产品 质量均匀。 4.可加大配电系统的容量 使用电容器后，提高了功率因数，减少了电线中电 容量。因此可减轻配电机械(变压器或开关等)的负 荷。安装低压进相电容器后，可使本有的配电机器 不超负载，而且还能在配电系统增设新负载。
并联电容器运行维护规定
并联电容器运行维护规定1．总则：1.1 本标准适用于变电所10kV、35kV并联电容器的运行、维护与管理。
1.2本规定根据《安徽电网高压并联电容器组运行维护管理条例》制定。
1.3 调度、变电值班员，有关生产、技术领导和专职技术人员要熟知本规定。
2．电容器组的运行2.1是容器的投运与切除，应根据调度命令或有关规定进行。
2.2电容器的自动投功装置的自动投切方式及定值，按调度命令整定。
2.3 电容器最高运行电压不得超过其额定电压的1.1倍。
2.4 电容器最大运行电流不应超过其额定电流1.3倍。
2.5 电容器组的三相电流之差不超过5%，当超过时应查明原因，并采取相应措施。
2.6 高温季节，应注意电容器室的通风，避免电容器在高压（高于额定值）和高气温同时出现时运行。
2.7 电容器的运行电压或电流用油箱表面温度超过其规定值时应及时汇报调度，采取措施或退出运行。
2.8 新安装的电容器组或长期停用又重新启用的电容器组除交接试验或检测必须合格外，在正式投运关，应进行冲击合闸三次，每次间隔时间不少于5分钟。
2.9 电容器组切除后再次合闸，其间隔时间一般不少于5分钟，对于装有并联电阻的开关一般每次操作间隔不得少于15分钟。
2.10 电容器投入运行后要监视电压和电流值,并作好记录。
2.11 当电容器组在运行中个别熔丝熔断，但开关尚未跳闸，仍可继续运行，待停电后一并进行处理。
2.12 接有电容器组母线失压时，其电容器开关应断开，恢复送电时，应先合出线开并，待负荷恢复后再合电容器组开关。
3．电容器组的检查维护。
3.1 对电容器组附属设备必须按照电气预防性试验待规程要求进行试验。
3.2 对电容器组的巡视，每天不得少于三次。
巡视中应注意电容器有无鼓肚及渗漏油，贴于电容器上的示温蜡片不应熔化，套管有无闪络痕迹及放电现象，接头部位应无发热迹象，放电、通风装置是否正常工作，并做好巡视记录。
3.3在电容器装置上进行维护工作，除按照《电业安全工作规程》的规定安全措施外，还应对电容器每台进行放电。
电路中的电阻和电容的变化规律
电路中的电阻和电容的变化规律一、电阻的变化规律1.电阻的定义：电阻是电流流过导体时，阻碍电流流动的物理量。
其单位为欧姆（Ω）。
2.电阻的计算公式：R = 电压（V）/电流（I）3.电阻的分类：a.固定电阻：电阻值不随温度、电压和电流变化的电阻。
b.变阻器：电阻值随温度、电压和电流变化而变化的电阻，如热敏电阻、光敏电阻等。
4.电阻的变化规律：a.电阻随温度的升高而增大（金属导体）或减小（半导体、绝缘体）。
b.电阻随电压的增大而增大（绝缘体）或基本不变（导体）。
c.电阻随电流的增大而增大（绝缘体）或基本不变（导体）。
二、电容的变化规律1.电容的定义：电容是电路中储存电荷的能力，其单位为法拉（F）。
2.电容的计算公式：C = 电荷（Q）/电压（V）3.电容的分类：a.固定电容：电容值不随温度、电压和电流变化的电容。
b.可变电容：电容值随温度、电压和电流变化而变化的电容，如电容调谐器等。
4.电容的变化规律：a.电容随温度的升高而减小。
b.电容随电压的增大而增大。
c.电容随电流的增大而增大。
三、电阻和电容在电路中的应用1.电阻的应用：a.限流：通过电阻限制电流的大小，保护电路。
b.分压：电阻串并联实现电压的分压，用于电压测量等。
c.负载：电阻作为电路的负载，消耗电能。
2.电容的应用：a.滤波：电容器对电路中的交流信号进行滤波，提取直流信号。
b.耦合：电容器用于电路之间的信号耦合，传递信号。
c.充放电：电容器储存电能，在需要时释放电能，如闪光灯电路。
以上是关于电路中电阻和电容的变化规律的详细知识点介绍，供中学生参考。
习题及方法：1.习题：一个电阻值为20Ω的电阻，在电压为10V的情况下，求电流大小。
方法：根据欧姆定律，I = V/R，将给定的电压和电阻值代入公式，得到电流大小。
答案：I = 10V / 20Ω = 0.5A2.习题：一个电阻值为10Ω的电阻，在电流为2A的情况下，求电压大小。
方法：根据欧姆定律，V = I*R，将给定的电流和电阻值代入公式，得到电压大小。
《电容器的充放电》课件
Part
05
电容器的使用和维护
电容器的选用原则
耐压值选择
根据电路电压选择合适的耐压值 ，确保电容器的安全运行。
介质材料选择
根据使用环境选择合适的介质材 料，如聚丙烯、聚酯等。
容量选择
根据电路需求选择合适的容量， 以满足滤波、储能等需求。
频率特性选择
根据电路的工作频率，选择合适 的电容器以降低阻抗。
法拉
电容量最基本的单位，1
1
法拉等于1秒内通过1库仑
电量所需的电压。
漏电流
4
电容器在正常工作条件下 允许通过的电流值，通常 非常小。
微法拉和皮法拉
2
法拉的千分之一和百万分
之一，常用于表示小型电
容器的电容量。
耐压
3 电容器能够承受的最大电
压，超过耐压可能导致电 容器损坏或爆炸。
Part
02
电容器的充电过程
电容器的安装和连接
安装位置
确保电容器安装在通风 良好、温度适宜、无尘
、无腐蚀的环境中。
连接方式
采用适当的连接方式， 如串联、并联或混联，
以满足电路需求。
焊接工艺
采用合适的焊接工艺， 确保连接稳定可靠，避 免虚焊、假焊等现象。
接地处理
对于需要接地的电容器 ，应确保接地细描述
在充电过程中，电源提供的电能转化为电场能，储存在电容器中。随着电荷的积 聚，电容器两极板间的电场强度逐渐增强，电场能也随之增加。这个过程是可逆 的，当电容器放电时，电场能又转化为电能，对外做功。
Part
03
电容器的放电过程
放电的定义和原理
放电定义
当电容器中存储的电荷通过导电 介质释放的过程称为放电。
职业技能鉴定电气（中级工）试题（实操题）
职业技能鉴定电⽓（中级⼯）试题（实操题）煤炭特有⼯种职业技能鉴定《电⽓》（中级⼯）实际操作考核试卷（A）⽬录1、考核题⽬： ABB变频器安装和调试（100分）2、考核题⽬：⽤PLC控制三相异步电机Y―△启动继电器控制电路系统（100分）3、考核题⽬：利⽤ACS500变频器控制交流异步电动机。
4、考核题⽬：⽤万⽤表判断三相异步电动机转速（100分）5、考核题⽬：6KV电动机绝缘强度试验（100分）6、考核题⽬：三相⿏笼型异步电动机正反转接线（100分）7、考核题⽬：⼀块电压表经 LW2 型转换开关测量三相线电压的接线（100分）8、考核题⽬：三只电流表配三只电流互感器测三相线电流的接线（100分）9、考核题⽬：单相有功电度表的接线（100分）10、考核题⽬：三相有功电度表直⼊式的接线（100分）11、考核题⽬：三相有功电度表配⽤电流互感器的接线（100分）12、考核题⽬：正确使⽤钳形电流表测量交流电流（100分）13、考核题⽬：测量接地装置的接地电阻（100分）14、考核题⽬：摇测三相异步电动机定⼦绕组的绝缘电阻（100分）15、考核题⽬：摇测低压电容器的绝缘电阻（100分）16、考核题⽬：⽤电压表核相（100分）17、考核题⽬：常⽤灯具的接线（100分）18、考核题⽬：三相⿏笼型异步电动机采⽤⾃耦降压起动器的接线（100分）19、考核题⽬：10KV阀型避雷器的试验及在⽔泥杆上的安装（100分）20、考核题⽬：漏电保护装置的正确使⽤（100分）21、考核题⽬：直流能耗制动（100分）22、考核题⽬：35KV电压互感器的变压⽐测试（100分）23、考核题⽬：⽤双电压表法测定变压器的连接组别（100分）24、考核题⽬：测量35KV电压互感器的⼀次线圈连同套管的介损系数（100分）25、考核题⽬：⽤双臂电桥测量变压器⾼压侧直流电阻并判定故障范围（100分）26、考核题⽬：绝缘油的电⽓强度试验（100分）27、考核题⽬：变压器空载试验（100分）28、考核题⽬：使⽤直流双臂电桥测量变压器线圈的直流电阻（100分）考核题⽬：ABB 变频器安装和调试（100分）⼀、技术条件：个⼈作图，根据图纸，在规定的时间内完成控制电路的接线、调试，达到考核题规定的要求。
电容器充放电过程中能量损失问题的讨论.
电容器充放电过程中能量损失问题的讨论
三.电容器充电过程的能量损失
如图所示电源对电容器充电,充 电完毕后电容器所储静电能: 1 2 We c 2 在此过程中流过电源的总电量 q cU c
2 电源作功: A q c
所以:
A 2We
能量损失在何处?
分析:设电路的等效电阻为R
电容器充放电过程中能量损失问题的讨论
电磁学专题——
电容器充放电过程中能量 损失问题的讨论
1
电容器充放电过程中能量损失问题的讨论
一.问题的提出
1.设有两个电容器，C1带电量q1，C2带电量q2， 现将 两电容器连成如图所示:
(1)系统在连通前后静电能有何变化。
(2)若静电能减少，分析静电能损失的原因。
u iR
两边同乘以idt并对t从 0 积分(idt=dq)
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电容器充放电过程中能量损失问题的讨论
分析:设电路的等效电阻为R
u iR
两边同乘以idt并对t从 0 积分(idt=dq)
2 dq udq 0 i Rdt
t 0
2
(u10 [(u10
1 1 1 u 20 )Q ( )Q 2 2 c1 c 2 1 1 1 c1c 2 (u10 u 20 ) u 20 ) ( ) ]Q 2 c1 c 2 c1 c 2
1 (u10 u 20 )Q 2 1 q1 q 2 q1c 2 q 2 c1 ( ) 2 c1 c 2 c1 c 2 (c 2 q1 c1 q 2 ) 2 2c1c 2 (c1 c 2 )
电容器充放电过程中能量损失问题的讨论
设q为0-t时间内从 c1上流走的电量. u1为t时刻C1上的电压 u2为t时刻C2上的电压 写出回路电压方程
电容器的充放电实验与应用
电容器的充放电实验与应用电容器是电路中常见的元件之一，广泛应用于电子设备和电力系统中。
了解电容器的充放电原理以及其在实验和应用中的作用，对于深入理解电路的工作原理和实际应用具有重要意义。
本文将探讨电容器的充放电实验与应用，并分析其在不同领域的重要性。
一、充放电实验1.1 充电实验充电实验旨在观察电容器在充电过程中电压和电荷的变化情况。
实验器材包括电容器、电源、电阻和开关。
首先，将开关置于关闭状态，接通电源。
电流通过电阻进入电容器，从而开始充电。
通过示波器或电压表可以实时监测电容器的电压变化。
在初始状态下，电容器未充电，电压为零。
随着时间的推移，电容器内部积累的电荷逐渐增加，电压也随之增加。
充电过程的电压变化可以通过充电曲线进行图示，通常呈指数增长的趋势。
最终，电容器充满电后，电压达到电源电压，充电过程结束。
1.2 放电实验放电实验旨在观察电容器在放电过程中电压和电荷的变化情况。
实验器材同样包括电容器、电源、电阻和开关。
将开关置于闭合状态，连接电源，电容器开始放电。
通过示波器或电压表可以实时监测电容器的电压变化。
在放电过程中，初始时刻电容器已充满电，电压等于电源电压。
随着时间的推移，电容器内部积累的电荷通过电阻逐渐释放，电压也随之降低。
放电过程的电压变化可以通过放电曲线进行图示，通常呈指数衰减的趋势。
最终，电容器放电完毕后，电压降为零，放电过程结束。
二、充放电实验数据分析充放电实验数据可以通过曲线图的方式进行分析。
在充电曲线中，电压与时间成正相关关系，随着时间增加，电压逐渐增加；而在放电曲线中，电压与时间成负相关关系，随着时间增加，电压逐渐降低。
这反映了电容器在充放电过程中储存和释放电荷的特性。
通过实验数据的记录和分析，可以计算出电容器的充电时间常数和放电时间常数。
充电时间常数（τ）是指充电过程中，电容器电压上升到电源电压的63.2%所需的时间。
放电时间常数也是类似定义，指电容器电压下降到初始电压的37.8%所需的时间。
变电站并联补偿电容器组的配置
变电站并联补偿电容器组的配置1前言为了减少电网中输送的无功功率，降低有功电量的损失，改善电压质量，供电企业普遍在变电站内安装并联补偿电容器组(以后简称电容器组)。
电容器组由电容器、串联电抗器、避雷器、断路器、放电线圈及相应的控制、保护、仪表装置组成。
目前，国内绝大部分电容器制造厂只生产电容器，其他设备均需外购，在成套设计成套供货方面尚有不足之处。
使用单位必须对电容器及配套设备进行选型。
由于各地的具体情况不同，在电容器组的设备选型、安装布置上差别很大，本文就此提出一些分析意见。
2电容器容量的选择电容器组容量的配置应使电网的无功功率实现分层分区平衡，各电压等级之间要尽量减少无功功率的交换。
由于电容器组在运行中的容量不是连续可调的，从减少电容器组的投切次数、提高功率因数的角度出发，希望电容器组在大部分时间内能正常投入运行而不发生过补偿。
通过对变电站负荷变化情况的分析，徐州地区变电站负荷率一般在70%～80%之间，一天当中约有2/3的时间负荷水平在平均负荷以上。
我们以变电站变压器低压侧全年无功电度量除以年运行时间求出年平均无功负荷，电容器组容量按照年平均无功负荷的90%选取。
实际运行时，由于电容器组额定电压一般为电网额定电压的1.1倍，而变电站低压母线电压一般控制在电网额定电压的1～1.07倍，电容器组实际容量要降低5.4%～17.4%，从而保证了电容器组在绝大部分时间内都能投入运行。
对于负荷季节性变化比较大的农村变电站和预计近期内负荷将有较大增长的变电站，电容器组容量可以适当增加，但要求电容器组必须能减容运行。
这一点对集合式与箱式电容器而言，要求具有中间容量抽头，组架式和半封闭式电容器组只要将熔断器去掉几只即可。
同时要求配有抑制谐波放大作用的串联电抗器有中间容量抽头，以保证电抗率不变。
增加电容器分组数有利于提高补偿效果，但是相应地要增加设备投资，所有35～110kV变电站内电容器组一般按照一台变压器配置一组。
含容电路分析计算技巧和实例
含容电路分析计算技巧和实例电容器是一个储存电能的元件．在直流电路中，当电容器充放电时，电路里有充放电电流，一旦电路达到稳定状态，电容器在电路中就相当于一个阻值无限大（只考虑电容器是理想的不漏电的情况）的元件，在电容器处电路看作是断路，简化电路时可去掉它。
简化后若要求电容器所带电荷量时，可在相应的位置补上。
分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下几点：(1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过．所以在此支路中的电阻上无电压降，因此电容器两极间的电压就等于该支路两端的电压．(2)当电容器和用电器并联后接入电路时，电容器两极间的电压与其并联用电器两端的电压相等．(3)电路的电流、电压变化时,将会引起电容器的充(放)电．如果电容器两端电压升高,电容器将充电,如果电压降低，电容器将通过与它并联的电路放电.电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。
⑷如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。
含有电容器的电路解题方法（1）先将含电容器的支路去掉（包括与它串在同一支路上的电阻），计算各部分的电流、电压值。
（2）电容器两极扳的电压，等于它所在支路两端点的电压。
（3）通过电容器的电压和电容可求出电容器充电电量。
（4）通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度，再分析电场中带电粒子的运动。
例1：如图所示的电路，水平放置的平行板电容器中有一个带电液滴正好处于静止状态，现将滑动变阻器的滑片P向左移动，则（）A．电容器中的电场强度将增大B．电容器上的电荷量将减少C．电容器的电容将减小D．液滴将向上运动由题意可知，电容器与R2并联，根据闭合电路欧姆定律可确定随着滑片左移，电阻的变化，导致电压的变化，从而判定电阻R2的电压变化，再根据可得，电容器的电量及由E=知两极间的电场强度如何变化．【解析】A、电容器两板间电压等于R2两端电压．当滑片P向左移动时，R2两端电压U 减小，由E=知电容器中场强变小，A错误；B、根据可得，电容器放电，电荷量减少，B项正确；C、电容器的电容与U的变化无关，保持不变，C项错误．D、带电液滴所受电场力变小，使液滴向下运动，D项错误；故选：B例2：在如图所示的电路中，电源两端A、B 间的电压恒定不变，开始时S断开，电容器上充有电荷．闭合S后，以下判断正确的是（）A．C1所带电量增大，C2所带电量减小B．C1所带电量减小，C2所带电量增大C．C1、C2所带电量均减小D．C1、C2所带电量均增大S断开时，外电路中没有电流，两电容器的电压都等于电源的电动势，S闭合后，两电容器的电压都小于电源的电动势，根据Q=CU分析电容器电量的变化．【解析】S断开时，外电路中没有电流，两电容器的电压都等于电源的电动势．S闭合后，两电阻串联，电容器C1的电压等于R1的电压，电容器C2的电压等于R2的电压，可知两电容器的电压都小于电源的电动势，根据Q=CU分析可知两电容器电量均减小．故C正确，ABD错误．故选C例3：如图所示的电路中，R1、R2、R3是固定电阻，R4是光敏电阻，其阻值随光照的强度增强而减小．当开关S闭合且没有光照射时，电容器C不带电．当用强光照射R4且电路稳定时，则与无光照射时比较（）A．电容器C的上极板带正电B．电容器C的下极板带正电C．通过R4的电流变小，电源的路端电压增大D．通过R4的电流变大，电源提供的总功率变小电容在电路稳定时可看作开路，故由图可知，R1、R2串联后与R3、R4并联，当有光照射时，光敏电阻的阻值减小，由闭合电路欧姆定律可得出电路中总电流的变化及路端电压的变化，再分析外电路即可得出C两端电势的变化，从而得出电容器极板带电情况；同理也可得出各电阻上电流的变化．【解析】因有光照射时，光敏电阻的阻值减小，故总电阻减小；由闭合电路的欧姆定律可知，干路电路中电流增大，由E=U+Ir可知路端电压减小；R1与R2支路中电阻不变，故该支路中的电流减小；则由并联电路的电流规律可知，另一支路中电流增大，即通过R2的电流减小，而通过R4的电流增大，故C、D错误；当没有光照时，C不带电说明C所接两点电势相等，以电源正极为参考点，R1上的分压减小，而R3上的分压增大，故上极板所接处的电势低于下极板的电势，故下极板带正电；故A错误，B正确；故选B．例4:如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，极板长L=80cm，两板间的距离d=40cm．电源电动势E=40V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω，闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从B板左端且非常靠近B板的位置以初速度v=4m/s水平向右射入两板高效课堂—实验微专题间，该小球可视为质点．若小球带电量q=1×10-2C，质量为m=2×10-2kg，不考虑空气阻力，电路中电压表、电流表均是理想电表．若小球恰好从A板右边缘射出（g取10m/s2）．求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多少？（2）此时电流表、电压表的示数分别为多少？（3）此时电源的输出功率是多少？（1）小球进入电场中做类平抛运动，小球恰好从A板右边缘射出时，水平位移为L，竖直位移为d，根据运动学和牛顿第二定律结合可求出板间电压，再根据串联电路分压特点，求解滑动变阻器接入电路的阻值．（2）根据闭合电路欧姆定律求解电路中电流，由欧姆定律求解路端电压，即可求得两电表的读数．（3）电源的输出功率P=UI，U是路端电压，I是总电流．【解析】（1）小球进入电场中做类平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，则有：水平方向：L=vt竖直方向：d=由上两式得：a===20m/s2又根据牛顿第二定律得：a=联立得：U==V=24V根据串联电路的特点有：=代入得：=解得，滑动变阻器接入电路的阻值为R′=24Ω（2）根据闭合电路欧姆定律得电流表的示数为：I==A=1A电压表的示数为：U=E-Ir=（40-1×1）V=39V（3）此时电源的输出功率是P=UI=39×1W=39W．答：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为24Ω．（2）此时电流表、电压表的示数分别为1A和39V．（3）此时电源的输出功率是39W．每日一练解析C为板间距离固定的电容器，电路连接如图所示，当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，下列说法中正确的是（）A．电容器C充电B．电容器C放电C．流过电流计G的电流方向为a→G→bD．流过电流计G的电流方向为b→G→a首先明确含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据C=可知，电容器极板电量减少，即放电；电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从a移动到b，故流过电流计G的电流方向为b→G→a．【解析】AB、含电容器的支路等效为断路，且两端的电压为并联部分的电压相等；当滑动触头P向右缓慢滑动的过程中，该电路的总电阻不变，但与电容器并联部分的电阻减少，即电容器两端的电压减少，根据C=可知，电容器极板电量减少，即放电，故A错误，B正确．CD、以上分析可知，电容器放电，且电容器右极板与电源负极相连，所以自由电子从a移动到b，电流的方向与电子的方向相反，故流过电流计G的电流方向为b→G→a，故C错误，D正确．。
变电站并联补偿电容器组的配置
变电站并联补偿电容器组的配置1前言为了减少电网中输送的无功功率，降低有功电量的损失，改善电压质量，供电企业普遍在变电站内安装并联补偿电容器组(以后简称电容器组)。
电容器组由电容器、串联电抗器、避雷器、断路器、放电线圈及相应的控制、保护、仪表装置组成。
目前，国内绝大部分电容器制造厂只生产电容器，其他设备均需外购，在成套设计成套供货方面尚有不足之处。
使用单位必须对电容器及配套设备进行选型。
由于各地的具体情况不同，在电容器组的设备选型、安装布置上差别很大，本文就此提出一些分析意见。
2电容器容量的选择电容器组容量的配置应使电网的无功功率实现分层分区平衡，各电压等级之间要尽量减少无功功率的交换。
由于电容器组在运行中的容量不是连续可调的，从减少电容器组的投切次数、提高功率因数的角度出发，希望电容器组在大部分时间内能正常投入运行而不发生过补偿。
通过对变电站负荷变化情况的分析，徐州地区变电站负荷率一般在70%～80%之间，一天当中约有2/3的时间负荷水平在平均负荷以上。
我们以变电站变压器低压侧全年无功电度量除以年运行时间求出年平均无功负荷，电容器组容量按照年平均无功负荷的90%选取。
实际运行时，由于电容器组额定电压一般为电网额定电压的1.1倍，而变电站低压母线电压一般控制在电网额定电压的1～1.07倍，电容器组实际容量要降低5.4%～17.4%，从而保证了电容器组在绝大部分时间内都能投入运行。
对于负荷季节性变化比较大的农村变电站和预计近期内负荷将有较大增长的变电站，电容器组容量可以适当增加，但要求电容器组必须能减容运行。
这一点对集合式与箱式电容器而言，要求具有中间容量抽头，组架式和半封闭式电容器组只要将熔断器去掉几只即可。
同时要求配有抑制谐波放大作用的串联电抗器有中间容量抽头，以保证电抗率不变。
增加电容器分组数有利于提高补偿效果，但是相应地要增加设备投资，所有35～110kV变电站内电容器组一般按照一台变压器配置一组。
电阻电容知识点总结
电阻电容知识点总结电阻和电容是电路中常见的两种被动元件，它们在电路中扮演着重要的角色。
了解电阻和电容的基本知识对于电路设计和分析是十分重要的。
本文将从电阻和电容的基本原理、特性以及在电路中的应用等方面进行详细的介绍和总结。
一、电阻的基本知识1. 电阻的定义电阻是电路中用来限制电流流动的元件，其单位是欧姆。
电阻的作用是将电流限制在一定的范围内，防止电路过流而导致损坏。
2. 电阻的符号电阻的符号为一个平行线段，代表着电阻的阻值和功率。
3. 电阻的原理电阻的阻值取决于电阻的长度、材料和横截面积。
电阻越长、横截面积越小、材料电阻率越大，电阻阻值就越大。
4. 电阻的串联和并联在电路中，电阻可以串联连接或并联连接。
串联连接是指将多个电阻依次连接在一起，而并联连接是指将多个电阻端口连接在一起。
串联连接会使电阻之和增加，而并联连接会使电阻之和减小。
5. 电阻的功率电阻有其额定功率，当超出额定功率时，电阻会发热，可能导致电路故障甚至烧毁。
二、电容的基本知识1. 电容的定义电容是用来存储电荷的元件，其单位是法拉。
电容的作用是在电路中存储电荷，并在需要时释放。
2. 电容的符号电容的符号为两条平行的线段，代表着电容的电容值以及电压等。
3. 电容的原理电容的电容值取决于电容的极板面积、极板间距和介质的介电常数。
电容的极板面积越大、极板间距越小、介质的介电常数越大，电容值就越大。
4. 电容的充放电当电容接入电源时，极板上就会储存电荷，形成电场，这个过程叫做电容的充电。
当电容断开电源时，极板上的电荷就会慢慢流失，这个过程叫做电容的放电。
5. 电容的串联和并联电容可以串联连接或并联连接。
串联连接会使电容之和减小，而并联连接会使电容之和增加。
三、电阻和电容的特性比较1. 物理特性电阻的物理特性是阻碍电流流动，而电容的物理特性是存储电荷。
2. 阻抗特性电阻的阻抗是常数，与电流和电压成正比，即阻抗恒定。
电容的阻抗是与频率成反比的，即随着频率的增大，电容的阻抗减小。
超级电容基本参数概念与放电时间的计算
超级电容基本参数概念寿命Lifetime超级电容器具有比二次电池更长的使用寿命，但它的使用寿命并不是无限的，超级电容器基本失效的形式是电容内阻的增加( ESR)与(或) 电容容量的降低.，电容实际的失效形式往往与用户的应用有关，长期过温(温度)过压(电压)，或者频繁大电流放电都会导致电容内阻的增加或者容量的减小。
在规定的参数范围内使用超级电容器可以有效的延长超级电容器的寿命。
通常，超级电容器具有于普通电解电容类似的结构，都是在一个铝壳内密封了液体电解液，若干年以后，电解液会逐渐干涸，这一点与普通电解电容一样，这会导致电容内阻的增加，并使电容彻底失效。
电压Voltage超级电容器具有一个推荐的工作电压或者最佳工作电压，这个值是根据电容在最高设定温度下最长工作时间来确定的。
如果应用电压高于推荐电压，将缩短电容的寿命，如果过压比较长的时间，电容内部的电解液将会分解形成气体，当气体的压力逐渐增强时，电容的安全孔将会破裂或者冲破。
短时间的过压对电容而言是可以容忍的。
极性Polarity超级电容器采用对称电极设计，也就说，他们具有类似的结构。
当电容首次装配时，每一个电极都可以被当成正极或者负极，一旦电容被第一次100%从满电时，电容就会变成有极性了，每一个超级电容器的外壳上都有一个负极的标志或者标识。
虽然它们可以被短路以使电压降低到零伏，但电极依然保留很少一部分的电荷，此时变换极性是不推荐的。
电容按照一个方向被充电的时间越长，它们的极性就变得越强，如果一个电容长时间按照一个方向充电后变换极性，那么电容的寿命将会被缩短。
温度Ambient Temperature超级电容器的正常操作温度是-40 ℃～70℃，温度与电压的结合是影响超级电容器寿命的重要因素。
通常情况下，超级电容器是温度每升高10℃，电容的寿命就将降低30%～50%，也就说，在可能的情况下，尽可以的降低超级电容器的使用温度，以降低电容的衰减与内阻的升高，如果不可能降低使用温度，那么可以降低电压以抵清高温对电容的负面影响。
电容并联电阻充放电时间
电容并联电阻充放电时间
一、引言
电容并联电阻充放电时间是电路中一个重要的参数，它决定了电路的
响应速度和稳定性。
在电子工程领域，电容并联电阻充放电时间的计
算和优化是非常重要的。
本文将从理论和实践两个方面，探讨电容并
联电阻充放电时间的相关知识。
二、理论分析
电容并联电阻充放电时间的计算公式为：
τ = RC
其中，τ表示充电或放电时间，R表示电阻值，C表示电容值。
从公式可以看出，电容并联电阻充放电时间与电阻值和电容值成正比。
当电阻值或电容值增大时，充放电时间也会相应增大。
因此，在设计
电路时，需要根据实际需要选择合适的电阻和电容值，以达到最佳的
充放电时间。
三、实践应用
在实际应用中，电容并联电阻充放电时间的计算和优化是非常重要的。
例如，在电子产品中，需要根据产品的响应速度和稳定性要求，选择合适的电阻和电容值，以达到最佳的充放电时间。
同时，在电路设计中，还需要考虑电容和电阻的寿命和稳定性等因素。
另外，在电子工程领域，还有一些特殊的应用场景，例如，电容并联电阻充放电时间的计算和优化在滤波电路、振荡电路、放大电路等方面都有着重要的应用。
四、结论
电容并联电阻充放电时间是电路中一个重要的参数，它决定了电路的响应速度和稳定性。
在电子工程领域，电容并联电阻充放电时间的计算和优化是非常重要的。
通过理论分析和实践应用，我们可以更好地理解电容并联电阻充放电时间的相关知识，并在实际应用中选择合适的电阻和电容值，以达到最佳的充放电时间。
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姨 2 UC； 取 QC=1 kvar，代入式（ 3） ，即得公式1。
2 根据电容值估算电容器的放电能量
2.1 现场口诀 2
10 千伏 100 倍电容值，380 伏电容值一成六（ 0.16 倍） 。
2.2 口诀 2 含义
额定电压 10 kV 的 1 μF 的电容器， 放电时释放 的 能 量
为 100 J。 额 定 电 压 0.38 kV 的 1 μF 的 电 容 器[2]，放 电 时 释
接。 3.2 口诀 3 含义
1 kV 以上的高压电容器组，应用电压互感器的一次绕组 作为放电电阻，380 V 低压电容器组， 采用 6 只 15 W～40 W 的白炽灯泡两只串成三组，星接或角接组成电容器的放电电 路[3]。接线方法如图 1。
RD
点，20 世纪 80 年代末，出 现 了 改 进 功 能 的 电 压 互 感 器 ，用 于
2
UC 时，它发出的无功功率（ 容量） 为 QC=UC/XC=2πfCUC ，有
2
C=QC/2πfUC
（ 2）
电 容 器 放 电 时 释 放 的 能 量 [1]
2
W=CU0 /2
（ 3）
式中 W— ——电容器放电时释放的能量，J;
C— — — 电 容 器 的 电 容 值 ；
U0 — ——电容器上的残留电压，V。 电 容 器 停 电 瞬 间 的 残 余 电 压 U0 为 UC 的 峰 值 ， 即 U0=
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（ 上接第 37 页）
电压互感器放电慢、不能承受频繁的电容器分合闸冲击的缺
3 根据电容容量估算电容器放电电阻
3.1 现场口诀 3 高 压 互 感 器 放 电 ；低 压 6 只 15 W～40 W 灯 泡 ，三 相 串
摘 要:介绍了用经验公式估算无功并联电容器的放电能量和放电电阻的口诀。分析了估算口诀、估算公式的来源
和物理意义。从电气理论和现场条件约束的角度对并联电容器估算口诀加以归纳和总结，将实践经验与理论知识
有机结合,有利于方便、准确地在工业现场对无功补偿系统中的并联电容器进行线路设计、安装和维护。
关键词:口诀； 估算； 并联电容器； 放电能量； 放电装置
中 图 分 类 号 :TM11
文 献 标 识 码 :A
文章编号:1008-8725（ 2010） 09-0037-02
Estimation on Discharge Energy and Discharge Resistance of Shunt Capacitor
ZHANG Feng-rui1, GU Jun-ting2
第 29 卷第 9 期 2010 年9 期
煤炭技术 Coal Technology
Vol.29,No.09 Sep,2010
并联电容器放电能量和放电电阻的估算
张凤蕊1， 谷俊婷2
（ 1. 南阳理工学院 电子与电气工程系, 河南 南阳 473004； 2. 廊坊职业技术学院, 河北 廊坊 065000）
0 引言
并联电容器是工业生产和电力系统进行无功补偿的常 用措施，作为补偿设备的电容器组在与电网断开后，电容器 的两端仍存在残余电压， 而电容器极板间的绝缘电阻很大 （ 兆欧级） ，对于没有设置内置放电线圈的电容器，该残余电压 自行放电很慢。这样，长时间存在的残余电压一方面存在操 作人员触电的危险；另一方面会造成再次合闸时电容器的带 电操作。因此，对于没有内置放电线圈的并联补偿电容器在 运行中要加装并联电阻器或放电线圈，作为电容器与电网断 开后的放电回路。工业现场有一些并联电容器放电电阻的快 速估算口诀，利用这些口诀估算供配电系统中并联电容器的 配置参数，使电工作业方便、快捷，富有时效。
（ 1. Department of Electronics and Electrical Engineering, Nanyang Institute of Technology, Nanyang 473004, China; 2. Langfang Polytechnic Institute, Langfang 065000, China）
难，给矿井正常的生产指挥与协调，以及矿井灾害发生时的救援都带来极大的影响。使用方便可靠的无线网络通信
系统来实现与煤矿井下人员的联系，消除地面管理人员对井下作业人员视野盲区，提高对井下作业人员的有效监
控和调度，增强矿井灾害发生时井下作业人员的快速反应能力，对改善煤矿的安全生产管理有着重要的现实意义。
关键词:无线网络； 煤炭； 定位； 安全
200 kvar 的 ，这 是 隐 含 条 件 ，也 是 工 厂 实 际 低 压 系 统 常 见 的
容量范畴。
L C
4 结束语
并联电容器放电装置的估算源于工程一线的电工作业
图 1 低压电容器组放电电阻的接线 3.3 口诀 3 分析
电容器的放电电阻必须满足的原则：放电电阻接线可靠 [1]，电容器切断后 30 s 内残余电压降至 65 V（ 文献[2]列 出 的 技 术数据为 5 s 内使剩余电 压达到 50 V 以 下） ；每 千 乏 电 容 器 的 放 电 电 阻 损 耗 不 应 超 过 1 W。
2.3 口诀 2 分析
将 电 容 器 电 容 值 和 放 电 残 余 电 压 代 入 公 式（ 3） ，即 可 得
公式（ 4） 、公式（ 5） 。
（ 下转第 46 页）
收 稿 日 期 :2010-03-04;修 订 日 期 :2010-06-04 作者简介:张凤蕊（ 1970-） ，女，河南南阳人，硕士，副教授，研究方向：电力电子与电力传动。
（ Qinhuangdao Professional Technology Institute, Qinhuangdao 066100, China）
Abstract:Because the mining scope expands, the mining work well lane unceasingly deepens, the ground administrative personnel is more and more difficult to the mine shaft operating personnel's monitoring and the management, and coordinates for the mine pit normal production control, as well as the mine pit disaster occurs the time to rescue all brings the enormous influence, realizing the coal mine shaft personnel's relation through the reliable wireless network communication system, eliminating the ground administrative personnel to the mine shaft operating personnel field of vision blind spot, enhancing to the mine shaft operating personnel's effective monitoring and the dispatch, enhancing the mine shaft operating personnel's quick reaction capability when the mine disaster occurs, have the vital practical significance for improving the coal mine the safety in production management. Key words:wireless network; coal; localization; security
W— ——电容器放电时释放的能量（ 放电至 65 V） 。
1.3 口诀 1 分析
（ 1） 现场形成：口诀是 20 世纪 70 年代末形成的，当时采
用的能量单位是非国际标准单位，将其计量单位归纳为标准
单位焦耳成为口诀 1。
（ 2） 公 式 推 导 ：当 电 容 器 两 端 加 上 额 定 的 正 弦 交 流 电 压
放的能量为 0.16 J。
口诀 2 表示为公式（ 4） 和公式（ 5） ，
W=100C（ J） ，UC=10 kV 时
（ 4）
W=0.16C（ J） ，UC=10 kV 时
（ 5）
式中 C— ——电容器电容值，μF；
UC— — — 符 合 电 容 额 定 电 压 的 端 电 压 ，kV； W— — — 电 容 器 放 电 时 释 放 的 能 量 。
中 图 分 类 号 :TN92
文 献 标 识 码 :A
文章编号:1008-8725（ 2010） 09-0046-03
Application of Wireless Network Communication
in Coal Profession
ZHANG Chuan-bo, JIAO Jian, HOU Li
1 根据电容容量估算电容器放电能量
1.1 现场口诀 1
1 千乏储能 3.2 焦。
1.2 口诀 1 含义
额定电压 10 kV 容量为 1 kvar 的电容器 ，放 电 时 释 放 的
能量为 3.2 J。
口诀 1 可表示为公式 1，
W=3.2Q*，UC=10 kV
（ 1）
式中 Q*— ——以千乏为单位的电容器容量；
1 kV 以上的高压电容器，电压互感器的一次绕组即可以 满足以上条件[1]。在 20 世纪 80 年代，工业现场一直用电磁式 电压互感器的一次线圈作为并联补偿装置的发电装置。由于 计量用的电压互感器设计的一次电流额定值较小， 使得放电 时间较长（ 大于 5 s） ， 电压互感器 的 一 次 线 圈 也 没 有 按 照 耐 受 频 繁 的 电 容 器 投 切 的 电 压 冲 击 设 计[4]。针 对 传 统 的 计 量 用