电磁电容
电磁学电容和电势能的计算
电磁学电容和电势能的计算电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷和电磁场之间的相互作用。
在电磁学中，电容和电势能是两个基本概念，它们在电路分析和电磁场计算中起着重要的作用。
本文将介绍电磁学中电容和电势能的计算方法，以及它们在实际应用中的意义。
一、电容的计算电容是指导体之间存储电荷的能力，通常用电容量来表示，单位是法拉（F）。
常见的电容器有平行板电容器和球形电容器，它们的电容可以通过以下公式计算：1. 平行板电容器的电容计算：平行板电容器由两块平行的导体板组成，之间填充绝缘材料。
假设两板面积为A，板间距为d，绝缘材料的相对介电常数为ε。
电容C可以通过以下公式计算：C = ε * ε0 * A / d其中，ε0是真空中的介电常数，约等于8.85 × 10^(-12) F/m。
2. 球形电容器的电容计算：球形电容器由一个内导体球和一个外导体球组成，内外导体球之间的空间被填充绝缘材料。
假设内外球的半径分别为R1和R2，绝缘材料的相对介电常数为ε。
电容C可以通过以下公式计算：C = 4π * ε * ε0 * R1 * R2 / (R2 - R1)二、电势能的计算电势能是指电荷在电场中具有的能量。
在电磁学中，电荷在电场中的电势能可以通过以下公式计算：U = q * V其中，U是电势能，单位是焦耳（J）；q是电荷量，单位是库仑（C）；V是电势，单位是伏特（V）。
对于一个带电粒子在电势为V的区域中，其电势能等于电荷量乘以电势。
如果存在多个电荷粒子，其总电势能等于每个电荷粒子的电势能之和。
三、电容和电势能的应用电容和电势能在电路分析和电磁场计算中有广泛的应用。
1. 电容的应用：平行板电容器广泛应用于电子器件中，如电容耦合放大器、滤波器等。
通过合理设计电容器的参数，可以实现对电信号的放大、滤波和耦合等功能。
球形电容器常用于高压实验和粒子加速器中，如范德格拉夫发电机和静电加速器。
通过控制电容器的参数，可以实现对电荷的存储和释放，从而产生高电压和高能粒子。
电磁阀 所需电容
电磁阀所需电容
电磁阀是一种通过电磁力控制阀门开关的控制元件，广泛应用于工业自动化、水处理、农业灌溉等领域。
在电磁阀中，电容是一个重要的组成部分，其作用如下：- 提供额外电能：电磁阀中的电容是一个储能元件，它能够在电磁阀开关时提供额外的电能，以保证电磁阀的正常工作。
具体来说，电磁阀中的电容能够在电磁阀开关时提供一个瞬间的电压脉冲，从而使电磁铁产生更强的磁场，加快阀门的开关，减小电磁阀的响应时间。
- 释放储存电能：电容还能够在电磁阀断电时释放储存的电能，从而使电磁阀阀门关闭更加可靠，减少漏气现象。
在电磁阀的测试电路设计中，电容的容量通常根据线圈额定电流和经验公式进行计算，一般可选用标准系列的470uF，如果需要使降压速度变慢，可以使用更大的电容，比如1000uF 以上。
同时，电容的耐压值应取额定电压的1.5-2倍，即26V-48V（选标准系列的50V）。
高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算
高中物理电磁问题中的电容和电容器的概念及计算电容和电容器是高中物理中的重要概念，也是考试中常见的题型。
掌握电容和电容器的概念及计算方法，对于理解电磁现象和解题非常有帮助。
本文将针对电容和电容器进行详细的解析和说明，帮助读者掌握相关知识和解题技巧。
一、电容的概念及计算方法1. 电容的概念电容是指导体上储存电荷的能力。
当导体上带有电荷时，会在导体周围形成电场，而电容则是衡量导体上储存电荷的能力。
电容的单位是法拉（F）。
2. 电容的计算方法电容的计算公式为：C = Q/V，其中C表示电容，Q表示电荷量，V表示电压。
例如，假设一个导体上带有电荷量为2C，而电压为3V，那么根据电容的计算公式，可以得到电容为2C/3V=0.67F。
二、电容器的概念及计算方法1. 电容器的概念电容器是用来储存电荷的装置，由两块金属板和介质组成。
金属板上的电荷量与电压成正比，而比例系数就是电容。
电容器的单位是法拉（F）。
2. 电容器的计算方法电容器的计算公式为：C = ε₀A/d，其中C表示电容，ε₀表示真空中的介电常数（8.85×10⁻¹²F/m），A表示金属板的面积，d表示金属板之间的距离。
例如，假设一个电容器的金属板面积为0.1m²，金属板之间的距离为0.01m，那么根据电容器的计算公式，可以得到电容为（8.85×10⁻¹²F/m）×0.1m²/0.01m=8.85×10⁻¹⁰F。
三、电容和电容器的应用举例及考点分析1. 平行板电容器平行板电容器是一种常见的电容器，由两块平行的金属板和介质组成。
当电容器上施加电压时，金属板上会储存电荷。
平行板电容器的电容与金属板的面积和板间距离有关。
考点分析：在解题时，需要注意根据电容器的计算公式，合理运用相关参数进行计算。
同时，还需要理解电容和电压之间的关系，以及电容器的储存电荷的能力。
电磁场中的电容与电势差
电磁场中的电容与电势差电容和电势差是电磁场中的重要概念，它们在电路和电子技术中起着至关重要的作用。
本文将介绍电容和电势差的基本概念、计算方法以及在实际应用中的一些例子。
一、电容的定义与计算电容是指在给定电压下，元件能够存储电荷的能力。
它是电容器的重要特性，通常用单位法拉（Farad）来表示。
电容的计算公式为C=Q/V，其中C代表电容，Q代表储存在电容器两端的电荷量，V代表电容器的电压。
电容器的电容取决于其结构和材料。
常见的电容器包括电解电容器、陶瓷电容器和铝电解电容器等。
它们的电容值不同，可以根据实际需求进行选择。
二、电势差的定义与计算电势差是指电场中两点之间所具有的电势能差异。
它是描述电场强弱的重要物理量，单位为伏特（Volt）。
电势差的计算公式为ΔV=W/Q，其中ΔV代表电势差，W代表电场对电荷所做的功，Q代表电荷量。
根据电势差公式，我们可以得出结论：电势差与电荷量成正比例关系。
电势差在电路中起着关键的作用，它决定了电荷在电路中的流动方向和大小。
在电子技术中，我们可以通过调节电势差来实现信号的放大、转换和传输。
三、电容与电势差的关系在电磁场中，电容与电势差有着密切的关系。
电容器中的电荷量与电压成正比，这意味着电容器的电容值决定了单位电压下储存的电荷量。
而电势差则决定了电荷在电磁场中的移动方向和速度。
当电容器两端的电势差增加时，电容器存储的电荷量也会增加，而当电势差减小时，电荷量会减小。
这种关系可以通过电容和电势差的计算公式得到验证。
在实际应用中，我们可以利用电容与电势差的关系来设计和调整电路。
例如，在电子设备中使用电容来滤除电信号中的噪声，提高信号的质量和稳定性；在无线通信中，利用电势差来调整天线的辐射功率，实现无线通信的稳定传输。
四、电容与电势差的应用举例1. 平行板电容器平行板电容器是最简单的电容器之一，由两个平行金属板组成，中间隔着绝缘材料。
通过施加电势差，可以在两个金属板之间产生电场，从而储存电荷。
电磁炉电容的检测
通电无反应跟这三个电容没 关系，0。33谐振电容和5微法共振电容跟烧IGBT和不加热有关系，2微法抗干扰电容跟间隙加热有关。你的电磁炉既然没烧保险，那先测量5V和18V两个工作电压正常不,如果没有就是电源初级出了故障，压变器，电源芯片等等，具体看你那是哪种电路。 追问0.33微法的电容2个脚是通路，请问怎么回事啊 变压器没电源输入
MKPH,MKP 电磁炉专用电容器的好坏如何判断?
用电容表测量，没有电容表，用万用表也行，根据容量大小设置好档位，把两个表笔触碰电容的两只脚，看表摆的幅度及回表的速度，然后把表笔调换一些再测量一下，测量前应对电容放电处理，用金属物使电容的两脚短路即可。
表针的摆幅大小与电容的容量有关，可与同容量的好电容相比对参考。
谐振电容，它的工作稳定性直接关系大功率场官寿命！与功率管、线圈一理的简谐振动：物体在跟偏离平衡位置的位移成正比，且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动．其动力学方程式是F=-kx
在物理学里，有一个概念叫共振：当策动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思：当电路的激励的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上，共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。
电磁炉电容好坏判断
电磁炉上3个大的黑色长方形电容，一个0.33微法，一个5微法，一个2微法，不知道怎么分正负极，我用数字万用表的2000K电阻挡测量，先测量2微法的电容，红黑表笔测的阻值都是由小变大到无穷大，对调红黑表笔结果一样，在测5违法的电容，红黑表笔测的阻值由小变大停止到398，对调红黑表笔阻值由小变大停止到364，在测量0.33微法电容，红黑表笔测的阻值有100多变回0停止，对调表笔结果一样，请教一个这3个电容有问题么，电磁炉现象是插电后没反应，保险是好的，本来2个电阻脚松动，也全部检查焊好，仍然没反应，
电磁学电容和电阻的串并联计算
电磁学电容和电阻的串并联计算电磁学是研究电荷之间相互作用以及与电场和磁场之间的相互作用的学科。
在电路中，电容和电阻是两个常见的元件，它们在串联和并联的情况下具有不同的计算方法。
本文将详细介绍电容和电阻的串并联计算方法。
一、电容的串并联计算电容用于存储电荷，是电路中的一种被动元件。
在串联和并联的情况下，电容的总值会发生变化。
1. 串联电容计算假设有两个电容器C1和C2串联连接在电路中。
根据串联电容的计算公式，总电容Ct等于各个电容器电容的倒数之和的倒数。
Ct = 1 / (1/C1 + 1/C2)如果有更多的电容器串联连接，可以依次将每个电容的倒数求和再取倒数。
2. 并联电容计算假设有两个电容器C1和C2并联连接在电路中。
根据并联电容的计算公式，总电容Ct等于各个电容器电容的总和。
Ct = C1 + C2如果有更多的电容器并联连接，可以依次将每个电容相加得到总电容。
二、电阻的串并联计算电阻用于阻碍电流流动，同样是电路中的一种被动元件。
在串联和并联的情况下，电阻的总值也会有不同。
1. 串联电阻计算假设有两个电阻器R1和R2串联连接在电路中。
根据串联电阻的计算公式，总电阻Rt等于各个电阻器电阻之和。
Rt = R1 + R2如果有更多的电阻器串联连接，可以依次将每个电阻相加得到总电阻。
2. 并联电阻计算假设有两个电阻器R1和R2并联连接在电路中。
根据并联电阻的计算公式，总电阻Rt等于各个电阻器电阻的倒数之和的倒数。
Rt = 1 / (1/R1 + 1/R2)如果有更多的电阻器并联连接，可以依次将每个电阻的倒数求和再取倒数。
总结：本文介绍了电磁学中电容和电阻的串并联计算方法。
在串联电容计算中，总电容等于各个电容的倒数之和的倒数；在并联电容计算中，总电容等于各个电容的总和。
在串联电阻计算中，总电阻等于各个电阻之和；在并联电阻计算中，总电阻等于各个电阻的倒数之和的倒数。
掌握这些计算方法可以帮助我们更好地理解和设计电路。
关于电磁感应中“电容问题”的讨论
关于电磁感应中 电容问题 的讨论王㊀成(江苏省苏州中学㊀２１５００２)摘㊀要:电容问题一直是一类难题ꎬ电磁感应中的电容更是难上加难ꎬ众所周知电容在直流电路中是断路的ꎬ但是电流大小或者方向一旦发生变化就出现了 通路 ꎬ当然这里的通路不是真的通了ꎬ而是电容的不断充电与放电ꎬ本文抓住电容充放电时电容上电压和电流的特点.就电容在电磁感应中问题进行归纳与总结ꎬ希望能够抛转引玉.关键词:电磁感应ꎻ电容电路中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０１９)０７－００６３－０２㊀㊀一㊁电容器充放电的过程的电压㊁电流的特点电容充电与放电都是一个过程.而不是一个瞬间.图１(ａ)电键ｋ打到１时ꎬ电源给电容充电ꎬ当电压与电动势相等时ꎬ充电结束.(ｂ)图像就是充电时的电压－时间图像ꎬ电键ｋ打到２时ꎬ电容放电ꎬ电量完全放完放电结束.(ｃ)图像是放电时的电压－时间图像.因为电流ｉ＝ｑ/ｔꎬｑ＝ｕｃꎬ所以ｉ＝ｕｃ/ｔꎬ所以图像的斜率可出电流的特点ꎬ可以看出充电时电流是越来越小ꎬ放电时电流也是越来越小.㊀㊀图１㊀㊀二㊁电磁感应中的电容１.恒力作用在切割棒上时电容电路的规律 匀变速直线运动任何运动受力的分析必须从受力分析开始ꎬ电容在电路中会出现充放电ꎬ充电与放电就产生电流ꎬ由于有了电流就有了安培力ꎬ所以必须从安培力的形式下手ꎬ由于安培力是个变化的力ꎬ所以必须用微元法进行分析ꎬ分析安培力的形式ꎬ注意这里不能用欧姆定律进行解题.例１㊀如图２所示ꎬ竖直放置在绝缘地面上的金属框架ꎬ框架的上端接有一电容为Ｃ的电容器ꎬ有一质量为ｍꎬ长为Ｌ金属棒与框架接触良好无摩擦平行滑动ꎬｈ为离地面的高度ꎬ匀强磁场强度为Ｂ与框架平面保持垂直ꎬ开始时电容器没有电量ꎬ将棒释放自静止滑下ꎬ求棒落到地面的时间ｔ.不计各处电阻.解析㊀假设导体棒做匀加速运动ꎬ导棒在重力作用下下落ꎬ下落的同时由于磁场的存在ꎬ运动的导体棒切割磁场ꎬ产生了感应电动势.由于电容器的存在ꎬ在棒上产生相应的充电电流ꎬ棒垂直磁场时就会受到安培力ꎬ因此ꎬ棒在重力㊁安培力作用下向下加速运动ꎬ由牛顿第二定律Ｆ合＝ｍａꎬ得到ｍｇ－Ｆ安＝ｍａꎬＦ安＝ＢＩＬ.某时刻电容器充的电量大小为Ｑ＝ＣＵꎬ而Ｕ＝ＢＬｖ.在很小的时间әｔ内ꎬ棒上电动势的变化量为әＵꎬ电容器上电量的增加量为әＱꎬ显然әＵ＝ＢＬәｖꎬәＱ＝Ｃ әＵꎬ再根据电流的定义式ｉ＝ΔＱｔΔꎬａ＝ΔｖΔｔꎬ得:ａ＝ｍｇｍ＋Ｂ２Ｌ２Ｃ加速度与时间无关ꎬ说明是匀加速运动ꎬ用匀变速直线运动的公式可以求解.２.无拉力作用时电容电路的规律 先变加速ꎬ最后会匀速直线运动电容电路中导体棒如果不受到拉力ꎬ合力就只有安培力的作用了ꎬ安培力大小与电流大小有关ꎬ电流的大小变化与电容充放电的特点有关ꎬ速度的变化引起反电动势的变化ꎬ电容两端的电压与感应电动势大小相等从而打到电压的平衡ꎬ这样电流的消失ꎬ最终会匀速直线运动.例２㊀如图３所示ꎬ金属杆ａｂ贴着水平平行金属导轨在匀强磁场中沿垂直磁场电容为Ｃ的电容器ꎬ先用外力拉着金属棒向右方向运动ꎬ到有一定速度时突然撤销外力.不计摩擦ꎬ则分析棒最终的运动情况可能是(㊀㊀).Ａ.简谐运动㊀Ｂ.匀速直线运动㊀Ｃ.匀加速运动㊀Ｄ.匀减速运动解析㊀这种类型是先有速度ꎬ电容上的电量为０.分析必须从受力开始ꎬ以金属杆为对象ꎬ当外力拉杆ａｂ在匀强磁场中沿垂直磁场方向运动切割磁场时ꎬ杆的两端产生感应电动势ꎬ电容器此刻被充电ꎬ设棒向右为正ꎬ使用右手定则判断方向可知:ａｂ中产生的电流从ｂ流到ａꎬ所以电容器上正下负.当外力突然消失后ꎬ棒将做加速度减小的减速运动ꎬ从而电路产生的电动势也相应的减小ꎬ所以电路中感应电流会对应的变小ꎬ随着时间的推移ꎬ当棒产生的感应电动势与电容器两端的电压相等时ꎬ电流消失ꎬ棒ａｂ受到安培力为０ꎬ所以棒最终将做匀速运动ꎬ故Ｂ正确.故选:Ｂ.要强调的是电容的电量不会无限的增大ꎬ导体棒也不会无限的减少ꎬ只有匀速直线运动才是导体棒最终的状态.例３㊀如图４所示ꎬ光滑的水平面上有一平行金属导轨ꎬ导轨光滑且电阻不计.电源的电动势为Ｅꎬ匀强磁场与导轨垂直.阻值为Ｒ的导体棒垂直于导轨静止放置ꎬ且与导轨接触.Ｔ＝０时ꎬ将电键Ｓ由１掷到２.Ｑ㊁ｉ㊁ｖ和ａ分别表示电容器所带的电荷量㊁棒中的电流㊁棒的速度和加速度.图５中正确的是(㊀㊀).㊀㊀解析㊀这种类型是先有电量ꎬ而导体棒的速度为０.开关Ｓ打在１时电容被充电ꎬ开关打到２时ꎬ电容器开始形成放电电流ꎬ垂直磁场中的导体棒必然受到安培力的作用ꎬ从而产生加速度ꎬ速度增大ꎬ根据公式感应电动势Ｅ＝ＢＬｖ发现速度越大ꎬ反电动势也越大ꎬ而电容的放电特点可以看出电流变小ꎬ从安培力Ｆ＝ＢＩＬ得到安培力减小ꎬ根据ａ＝Ｆ/ｍ很容易得到加速度即减小的结论.所以棒先做加速度减少的变加速运动.这种由于电容器短接放电产生电流使得导体棒在安培力作用下加速运动ꎬ而导体棒运动产生反电动势会越来越大.电容上的电压越来越小ꎬ感应电动势与电容上的电压两者相等时ꎬ电流消失ꎬ所以最终导体棒做匀速直线运动.即电容器的电量从此不再变化ꎬ所以不会减到０.故选:Ｄ.㊀㊀参考文献:[１]郭玉英ꎬ姚建欣ꎬ张玉峰.基于学生核心素养的物理学科能力研究[Ｍ].北京:北京师范大学出版社ꎬ２０１７.[２]王超.微元思想之花绽放物理新课堂[Ｊ].中学物理ꎬ２０１３(１９).[３]殷绍燕.电磁感应中导体棒受安培力作用的教学实践[Ｊ].物理通报ꎬ２０１３(６).[责任编辑:闫久毅]一道物理极值问题引发的思考张书玮(内蒙古包头市第一中学㊀０１４０４０)摘㊀要:本文就浙江大学出版社出版由舒幼生㊁钟小平主编的«新编高中物理竞赛培训教材»第一分册第八讲圆周运动习题６的答案进行分析及补充讨论.关键词:物理ꎻ特值法中图分类号:Ｇ６３２㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０３３３(２０１９)０７－００６４－０２㊀㊀一㊁题目与参考答案题目㊀如图１所示ꎬ一根长为ｌ的均匀细杆可以绕通过其一端的水平轴Ｏ在竖直平面内转动ꎬ杆最初处在水平位置.杆上距Ｏ为ａ处放有一小物体(可视为质点)ꎬ杆与其上小物体最初均处于静止状态ꎬ若此杆突然以匀角速度ω绕Ｏ轴运动.问:当ω取什么值时小物体与杆可能相碰?㊀㊀参考答案:当ω较小时物体正好撞晨杆的边缘ꎬ转过小半圆周ꎬ１２ｇｔ２＝ｌ２－ａ２ｃｏｓωｔ＝ａｌ{ꎬω＝ｇ２(ｌ２－ａ２)ａｒｃｃｏｓａｌꎬ所以０<ωɤｇ２(ｌ２－ａ２)ａｒｃｃｏｓａｌ.当ω较大时物体也撞晨边缘ꎬ转过大半圆周ꎬ。
电磁兼容(EMC)中电容的选择技巧是什么
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从理论上讲，电容的容量越大，容抗就越小，滤波效果 就越好。一些人也有这种习惯认识。但是，容量大的电容 一般寄生电感也大，自谐振频率低(如典型的陶瓷电 容， 0.1μF的f0=5 MHz，0.01μF的f0=15 MHz，0.001μF的 f0=50 MHz)，对高频噪声的去耦效果差，甚至根本起丌 到去耦作用。分立元件的滤波器在频率超过10 MHz时， 将开始失去性能。元件的物理尺寸越大，转折点频率越低。 这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决。 贴片电容的寄生电感几乎为零，总的电感也可以减小 到元件本身的电感，通常只是传统电容寄生电感的 1/3~1/5，自谐振频率可达同样容量的带引线电容的2倍 (也有资料说可达10倍)，是射频应用的理想选择。
电磁兼容(EMC)中电容的选择技巧是 什么
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元件组
有两种基本的电子元件组：有引脚的和无引 脚的元件。有引脚线元件有寄生效果，尤其在高 频时。该引脚形成了一个小电感，大约是 1nH/mm/引脚。引脚的末端也能产生一个小电容 性的效应，大约有4pF。因此，引脚的长度应尽 可能的短。不有引脚的元件相比，无引脚丏表面 贴装的元件的寄生效果要小一些。其典型值为： 0.5nH的寄生电感和约0.3pF的终端电容。
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EMC元件之电容
从电磁兼容性的观点看，表面贴装元件效果 最好，其次是放射状引脚元件，最后是轴向平行 引脚的元件。 大量实践表明：在EMC设计中，恰当选择不 使用电容，丌仅可解决许多EMI问题，而丏能充 分体现效果良好、价格低廉、使用方便的优点。 若电容的选择或使用丌当，则可能根本达丌到预 期的目的，甚至会加剧 EMI程度。
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•பைடு நூலகம்•
传统上，射频应用一般选择瓷片电容。但在实践中，超小型聚脂或 聚苯乙烯薄膜电容也是适用的，因为它们的尺寸不瓷片电容相当。
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目录第1章概述 (1)第2章镍镉镍氢电池的充电原理 (2)2.1 充电相关术语 (2)2.2 两种充电电池的特点 (3)2.3 充电曲线 (4)2.4 充电方法、过程及充电终止控制方法 (5)第3章硬件电路设计 (9)3.1 电路总体框架 (9)3.2 控制芯片AT89C2051简介 (9)3.3 充放电电路设计 ..................................................... 错误！未定义书签。
3.4 电压变换和模拟开关选通电路设计 ..................... 错误！未定义书签。
3.5 A/D转换电路设计................................................... 错误！未定义书签。
3.6 电路其它组成部分 ................................................. 错误！未定义书签。
3.7 电路工作过程分析 ................................................. 错误！未定义书签。
3.8 误差分析及解决办法 ............................................. 错误！未定义书签。
3.9 影响A/D转换速度的因素及提高办法................. 错误！未定义书签。
第4章程序设计 .................................................................. 错误！未定义书签。
4.1 程序设计总体思路 ................................................. 错误！未定义书签。
4.2 主程序代码设计 (12)4.3 子程序设计 ............................................................. 错误！未定义书签。
结论 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 . (15)致谢 ...................................................................................... 错误！未定义书签。
附录1 系统电路图 .. (17)附录2 主要源代码 (18)第1章概述随着数码行业的爆破性增长，镍镉镍氢电池以其经济实惠的优点得到众人的青睐，用途也从传统的小家电产品收音机、录音机、剃须刀等扩展到我们新兴的MP3、PDA、数码相机、电动玩具等产品中来。
镍镉镍氢电池各有各的特点，可分别满足特定的需求。
镍镉镍氢电池具有独特的充电特性，因此设计充电器时要考虑到这一特性，这样才能把优势充分发挥出来。
在理解了两种电池的特点，分析了它们的充电曲线和特性以后，本文对几种不同的充电方法和充电终止控制方法作了详细比较，分析了各自的利弊，最终采用了脉冲法加去极化反应结合的快速充电方法以及电压负增量（-ΔV）的充电终止控制方法。
本设计选用了单片机、模拟开关等集成器件，为了便于对硬件电路设计原理进行分析，在硬件电路设计这一章中对它们的基本功能做了简要介绍。
本设计的硬件电路中，充电和电压变换部分属于模拟电路，而控制部分属于数字电路，连接这两部分电路的一个重要组成部分是A/D转换电路。
为了充分利用已有资源，降低成本，这个A/D转换电路利用的是恒流源对电容充电，电容两端电压与时间呈线性关系这一原理，将电池电压这个模拟量转换成单片机定时器中的数字量。
本设计的软件部分根据A/D转换电路得到的电池电压的数字量进行电压的比较和判断，按照充电曲线进行快速充电，当快充结束后，自动转入涓流充电。
第2章镍镉镍氢电池的充电原理2.1充电相关术语为了更好地理解镍镉镍氢充电电池的特性，下面先简单介绍一下几个和充电电池相关的术语：1．充电速率（C-rate）C是Capacity的第一个字母，用来表示电池充放电时电流的大小数值，以mAh 或Ah表示。
可以用它来估算工作时间，例如，C=1600mAh的电池，如果工作电流为400mA，则可估算工作时间约为4小时。
2．终止电压（Cut-off discharge voltage）电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值称为终止电压。
根据不同的电池类型及不同的放电条件，对电池的容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放电的终止电压也不相同。
3．开路电压（Open circuit voltage）电池不放电时，电池两极之间的电位差称为开路电压。
电池的开路电压，会依电池正、负极与电解液的材料而异，如果电池正、负极的材料完全一样，那么不管电池的体积有多大，几何结构如何变化，开路电压都是一样的。
4．过放电（Over discharge）电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，仍继续放电时就可能会造成电池内压升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，使电池的容量明显减少，这一现象称为过放电。
5．过充电（Over charge）电池在充电时，达到充满状态后，若仍继续充电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏液等情况发生，电池的性能也会显著降低，甚至使电池损坏，这一现象称为过充电。
6．能量密度（Energy density）电池的平均单位体积或质量所释放出的电能称为能量密度。
一般在相同体积下，锂离子电池的能量密度是镍镉电池的2.5倍，是镍氢电池的1.8倍，因此在电池容量相等的情况下，锂离子电池就会比镍镉、镍氢电池的体积更小，重量更轻。
7．自我放电（Self discharge）电池无论处于使用状态还是未使用状态，由于各种原因，都会引起其电量损失，这一现象称为自我放电。
若是以一个月为单位来计算的话，镍镉电池自我放电约是15%～30%、镍氢电池自我放电约25%～35%。
8．记忆效应（Memory effect）镍镉充电电池使用过程中，如果电量没有全部放完就开始充电，下次再放电时，就不能放出全部电量，这一现象称为记忆效应。
比如，镍镉电池只放出80%的电量后就开始充电，充满电后，该电池也只能放出80%的电量，这种现象称为记忆效应。
镍氢电池也有记忆效应，只是没有镍镉电池那样明显。
2.2两种充电电池的特点2.2.1镍镉电池的特点镍镉电池特点如下：1．镍镉电池的充放电周期可达500次以上，是一种经济的电池；2．内阻小，可大电流放电，放电时电压的变化很小，因此作为直流电源质量极佳；3．完全密封式封装，因此正常操作不会有电解液泄漏的现象，也不需要补充电解液；4．与其他种类电池相比，镍镉电池可耐过充电或过放电；5．长时间的放置不用也不会使性能劣化，当再次充满电后即可恢复原来的特性；6．可使用在很广的温度范围内[1]。
镍镉电池放电时，开路电压依据其放电电流多少有些差异，大体上是每个1.25V～1.3V左右，其放电终止电压在5小时放电率情况下为1.0V/cell，使用温度范围在-20℃～60℃，在此范围内可进行正常充放电。
2.2.2镍氢电池的特点镍氢电池和镍镉电池相比，由于制造材料不含重金属镉，其最大的特点是清洁环保，不污染环境[2]。
其它特点如下：1．与同体积镍镉电池相比，容量可提高将近一倍，因此一次充电使用时间更长，但价格稍高；2．两者电压相同，工作寿命也大体相当；3．记忆效应没有镍镉电池明显；4．耐过放电性能与镍镉电池相比较差，这在使用时需加以注意；5．自我放电率比镍镉电池大，为25%～35%（月）；6．内阻为18mΩ～35mΩ，比镍镉电池内阻（7m Ω～19m Ω）大；7．使用温度为0℃～50℃[3]。
镍氢电池标称开路电压为1.25V ，放电终止电压一般规定为1V 。
2.3 充电曲线镍镉镍氢电池的电压充电曲线如下图所示。
0.81.01.21.41.61.82.0020406080100120镍镉镍氢电压(V )容量(%)图2.1 镍镉镍氢电池的电压充电曲线从曲线中可以看出，不管是镍镉电池还是镍氢电池，充电开始阶段，电压上升较快，当电池电压超过1.4V 后，电压上升趋于平缓。
充满电后，电池电压开始下降，这一特性可以作为一种有效的检测电池是否充满的方法，而且对于镍镉和镍氢电池都适用[4]。
本设计正是基于这一特性，具体参见2.4节。
电池充满后，电池电压下降的同时，多余的能量将转化成热量，且电池内部压力增加，这时就应停止充电或采取其它措施，比如本设计中，电池充满后采用了涓流充电。
从曲线中还可以看出，电池充满后，镍镉电池的电压下降幅度要比镍氢电池的大很多，镍氢电池的电压下降（负压）不是很明显。
2.4充电方法、过程及充电终止控制方法根据充电曲线，下面讨论一下电池的充电方法和充电终止控制方法。
2.4.1充电方法充电从充电电流来分，有快速充电和慢速充电之分。
从充电方式来分，有恒流充电和脉冲充电之分。
快充和慢充的概念如下：首先一个充电电池的容量一定，其单位是mAh，如果充电电流大，那么相应的充电时间就应该短，这就是快充，反之亦然。
如果设一节电池的标称容量为1C，在0.1～0.2C之间的充电电流为慢充，>0.2C的为快充，>0.8C的为超快速充电，≤0.05C的则是涓流充电。
以一节1400mAh的镍氢电池为例，充电电流在140mA～280mA之间的为慢速充电，而同样280mA的充电电流，对一节700mAh的电池则就是快充。
由此可见，快充还是慢充是个相对的概念，和电池本身的容量有极大的关系。
这样一来出现一个矛盾，慢充不损害电池但是充电时间很长；快充可以节省时间，但对电池有伤害，即使是目前非常高级的一种充电器松下BQ390也只能很好的降低伤害程度，但不可完全避免。
不过快充伤害电池的原因并不是很多人所想的“大电流充电伤害电池”。
大电流只是帮凶，真正的原因是由于大电流而引起的发热，过高的温度对电池寿命有很大的影响。
所以大电流并不可怕，关键是怎样来解决发热的问题。
下面引入恒流充电和脉冲充电的概念。
在慢充时，基本上所有的充电器都采用了恒流的充电方法，这样电路设计比较简单，容易实现。
而由于充电电流在慢速充电范围，并不会引起电池过热的问题。
到了用较大电流快速充电的问题上，再使用恒流方式，便无法避免电池过热的问题，因此恒流的方法就被摒弃，取而代之的是脉冲方式。
从波形上就可以看出，充电电流的输出不是直线，而是脉冲方波。
波峰时，电流最大，然后马上进入波谷，几乎没有电流。
这样设计的目的是为了让电池有一个恢复时间，从而减少大电流产生的热量，将电池发热控制在一个可接受的水平。