4.1.5　“两端电压无法突变”特性说明

电容器两端的电压是由电容器充积的电荷建立起来的，电容器充积的电荷越多，两端电压越高；电容器上没有电荷时，两端就没有电压。由于电容器充电（电荷增多）和放电（电荷减少）都需要一定的时间，不能瞬间完成，所以电容器两端的电压无法突然增大很多，也无法突然减小到零，这就是电容器“两端电压无法突变”特性，下面用图4-5来说明。

图4-5　电容器“两端电压无法突变”特性说明图

先将S2闭合，在闭合S2的瞬间，电容器C还未充电，故两端电压UC为0，随后电源E2开始对电容器C充电，电流途径是E2正极→开关S2→R1→C→R2→E2负极，随着充电的进行，电容器上充得的电荷慢慢增多，电容器两端的电压UC慢慢增大，一段时间后，当UC增大到6V，即与E2电源电压相等时，充电过程结束，这时流过R1、R2的电流为0，故UR1、UR2均为0，A点电压为0（A点接地），B点电压UB为0（UB=UR2），F点电压UF为6V（UF=UR2+UC）。

接着将S1闭合，E1电源直接加到B点，B点电压UB（等于UR2）马上由0变为3V，由于电容器还没来得及放电，其两端电压UC仍为6V，故F点电压（UF=UR2+UC=3V+6V）变为9V。也就是说，由于电容器两端电压无法突变，一端电压上升（UB由0突然上升到3V），另一端电压也上升（UF电压由6V上升到9V）。因为UF为9V，大于电源E2电压，故电容器C开始放电，电流途径为：C上正→R1→S2→电源E2内阻→R2→C下负，随着放电的进行，电容器C两端电压UC不断下降，当UC=3V时，F点电压UF=UR2+UC=3V+3V=6V，与电源E2电压相同，放电结束。

然后将开关S1断开，B点电压UB（与UR2电压相等）马上由3V变为0，由于电容器还没有来得及充电，故其两端电压UC仍为3V，那么F点电压（UF=UR2+UC=0+3V）变为3V，即由于电容器两端电压无法突变，电容器一端电压下降（UB由3V突然下降到0），另一端电压也下降（UF由6V下降到3V）。因为UF为3V，小于电源E2电压，故电容器C开始充电，电流途径为E2正极→S2→R1→电容器C→R2→电源E2负极，随着充电的进行，电容器C两端电压UC不断上升，当UC=6V时，F点电压UF=UR2+UC=0+6V=6V，与电源E2电压相同，充电结束。

总之，由于电容器充、放电都需要一定的时间（电容器容量越大，所需时间越长），电容器上的电荷数量无法突然变化，故电容器两端电压也无法突然变化，当电容器一端电压突然上升或下降时，另一端电压也随之上升或下降。