电容器充放电过程

Q1：电容器充放电的基本原理是什么？
电容器的充放电本质是电荷在极板间的迁移过程。充电时，电源将电子从正极板转移到负极板，建立电场储能；放电时，储存的电荷通过负载电路释放能量。电容值C（单位：法拉）和电压V的关系式为Q=CV，其中Q为电荷量（库仑）。(来源：IEEE标准手册, 2022)
充电初期电流最大，随时间呈指数衰减。时间常数τ=RC（R为电路电阻）决定了充放电速度，当t=5τ时，充放电完成度可达99.3%。上海工品工程师建议：工业电路设计时需预留3-5倍τ的安全余量。