第2节 电容瞬态响应 (修订中)
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因为电容器以电场 (opens new window)的形式储存能量，所以它们往往像小型二次电池一样，能够储存和释放电能。完全放电的电容器在其端子上保持零伏，而充电的电容器 (opens new window)在其端子上保持稳定的电压，就像电池一样。
当电容器与其他电压源一起放置在电路中时，它们将从这些电压源中吸收能量，就像二次电池由于连接到发电机而充电一样。一个完全放电的电容器，其端电压为零，当连接到电压源时，最初将充当短路，当它开始建立电荷时吸收最大电流。 (opens new window)
随着时间的推移，电容器的端电压上升以满足来自源极的施加电压，通过电容器的电流也相应减少。一旦电容器达到电源的全电压，它将停止从中汲取电流，并且基本上表现为开路。
当开关第一次闭合时，电容器两端的电压（我们被告知已完全放电）为零伏；因此，它首先表现得好像是短路一样。随着时间的推移，电容器电压将上升到等于电池电压，最终达到电容器开路的状态。
通过电路的电流由电池和电容器之间的电压差除以10 kΩ的电阻决定。 (opens new window)随着电容器电压接近电池电压，电流接近零。一旦电容器电压达到 15 伏，电流将完全为零。让我们看看它是如何使用真实值的：
| 时间（秒） | 电池电压 | 电容电压 | 当前的 |
|---|---|---|---|
| 0 | 15 伏 | 0伏 | 1500 微安 |
| 0.5 | 15 伏 | 5.902 伏 | 909.8 微安 |
| 1 | 15 伏 | 9.482 伏 | 551.8 微安 |
| 2 | 15 伏 | 12.970 伏 | 203.0 微安 |
| 3 | 15 伏 | 14.253 伏 | 74.68 微安 |
| 4 | 15 伏 | 14.725 伏 | 27.47 微安 |
| 5 | 15 伏 | 14.899 伏 | 10.11 微安 |
| 6 | 15 伏 | 14.963 伏 | 3.718 微安 |
| 10 | 15 伏 | 14.999 伏 | 0.068 微安 |
随着时间的推移，电容器电压接近 15 伏，电流接近零，这就是数学家所说的_渐近 (opens new window)__性：_也就是说，它们都接近最终值，随着时间的推移越来越接近，但从未准确到达目的地。但是，出于所有实际目的，我们可以说电容器电压最终将达到 15 伏，而电流最终将为零。
使用 SPICE 电路分析程序，我们可以以更图形化的形式绘制电容器电压的渐近累积和电容器电流的衰减（电容器电流根据电阻器上的电压降绘制，使用电阻器作为分流器来测量电流 (opens new window)） ：
如您所见，我在网表中使用了_.plot_命令，而不是更熟悉的_.printcommand_。这会使用文本字符在计算机屏幕上生成图形的伪图形图。SPICE 以这样一种方式绘制图表，即时间在垂直轴上（向下），幅度（电压/电流）在水平轴上绘制（右=更多；左=更少）。
请注意电压最初是如何迅速增加（在图的右侧），然后随着时间的推移逐渐减小。电流起初也变化很快，然后随着时间的推移趋于平稳，但它接近最小值（刻度左侧），而电压接近最大值。
# 总结
- 当施加电压突然变化时，电容器的行为有点像二次电池：它们最初通过产生随时间逐渐减小的高电流做出反应。
- 当面临突然施加的电压时，完全放电的电容器最初充当短路（没有电压降的电流）。完全充电到该电压水平后，它充当开路（没有电流的电压降）。
- 在电阻-电容充电电路中，电容电压从零变为满源电压，而电流从最大值变为零，这两个变量一开始变化最快，随着时间的推移越来越慢地接近最终值。
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