电容器如何实现能量存储?
充电过程的物理本质
当直流电源连接至电容器两端时,电荷在电场力作用下开始迁移。电场强度的建立驱动正负电荷分别向两极板聚集,形成电势差。这一过程伴随介质极化现象——电介质中的偶极子在电场作用下定向排列,增强储能效率(来源:IEEE,2022)。
充电初期电流较大,随着两极板电荷量增加,电流逐渐衰减至零。此时电容器达到静电平衡状态,储存的能量以电场形式存在于极板间。
能量存储的关键因素
- 极板面积与间距直接影响电荷容纳能力
- 电介质材料的极化特性决定储能密度
- 外部电路阻抗影响充电速度