电容器是隔直流的，为什么电池（直流）可以为电容器充电？

在电路分析里，电路的响应有两种，一种是零输入响应，一种是零状态响应。

所谓零输入响应，指的是输入信号为零；所谓零状态响应，指的是电路中所有储能元件和各种电源的状态均为零。

在分析零状态响应时，要把电压源短路，电流源开路。

对于电容来说，在零状态响应的通电瞬间，它可以认为是电压为零的电压源，所以它相当于短路。

我们来看下图：上一张图是电路结构，我们看到电源E和它的内阻r，开关QF，还有电容C和电阻R。

什么是超级电容器？

超级电容器是一种新型的储能装置，由于其相对于传统的平板电容器具有较高的能量密度，而相对于二次电池而言其具有较大的功率密度，因此它常常被描述为能够“bridge the gap between capacitor and battery”。在一些特殊的电路中，往往对电容器的电容量要求非常精1确，此时应选用允许偏差在±0。Maxwell公司公布的超级电容器与锂电池性能对比以及超级电容器的优缺点的对比，如下面表格所示

参数                                       超级电容器                                   锂电池

充电时间                                    1-10 s                                     10-60 min

循环寿命                        1,000,000  or 30,000次                         >500次

输出电压                               2.3 – 2.75 V                                    3.6 V

能量密度(Wh/kg)                          5                                           120-240

功率密度(W/kg)                       ~ 10,000                                   1,000-3,000

电容器两板间的电压正比于电容器所带的电荷量，设开始充电之前电容器不带电，图6.12中的斜线是电容器两板间的电压和电容器所带电荷量的关系曲线。线路上直接检测主要是检测电容器是否已开路或已击穿这两种明显故障，而对漏电故障由于受外电路的影响一般是测不准的。充电结束时，电容器所带电荷量为Q，电容器两板间的电压等于电源电动势U＝E电动势。在斜直线下面的两个窄竖长方形的高度为在当前电容器带电q时电容器两板间的电压U，窄竖长方形的宽度为设想在电压U之下又充入的小电荷量Δq，窄竖长方形的面积为在充入小电荷量Δq的过程中电源对电容器做的功UΔq。如果把整个充电过程用很多个窄竖长方形表示，所有窄竖长方形面积之和即近似等于整个充电过程中电源对电容器做功之和。窄竖长方形的个数越多，其面积之和就越接近斜直线下的三角形面积，所以可知在整个充电过程中电源对电容器做的功为斜直线下的三角形面积，即W＝ 1/2*QE电动势，此即为电容器储存的能量。在整个充电过程中电源电动势做功QE电动势，即图6.12中为以斜直线为对角线的矩形面积。电源电动势做功QE电动势与电容器储存的能量W＝1/2*QE电动势之差为图6.12中斜直线上方的三角形面积。

正确选择滤波电容器的几要素

(1) 应根据电路要求选择电容器的类型。对于要求不高的低频电路和直流电路，一般可选用纸介电容器，也可选用低频瓷介电容器。电容器损坏在开关电源中出现的故障现象电容器的损坏、失效有以下几种情况：1）电容内部的短、断路损坏，故障现象是烧开关管及其他限流元器件，如***与开关电源中的限流电阻。在高频电路中，当电气性能要求较高时，可选用云母电容器、高频瓷介电容器或穿心瓷介电容器。在要求较高的中频及低频电路中，可选用塑料薄膜电容器。在电源滤波、去耦电路中，一般可选用铝电解电容器。对于要求可靠性高、稳定性高的电路中，应选用云母电容器、漆膜电容器或钽电解电容器。对于高压电路，应选用高压瓷介电容器或其他类型的高压电容器。对于调谐电路，应选用可变电容器及微调电容器。