Kondensatoro ŝargiĝas

Kiam ni konektas neĉargitan aŭ partopliĉargitan kondensatoron kun voltajfonto, kies voltajo estas pli alta ol la voltajo de la kondensatoro (en la okazo de partopliĉargita kondensatoro), ĝi ricevas ŝargon de la fonto kaj la voltajo tra la kondensatoro eksponente pligrandiĝas ĝis ĝi fariĝas egala kaj kontraŭa al la voltajo de la fonto.

Konigis nin konekti unu kondensatoron de kapacitance C en serio kun rezisto de rezistanco R. Ni ankaŭ konektas tiun serian kombinaĵon de kondensatoro kaj rezisto kun baterio de voltajo V per puŝbutono S.
Konigis nin supozu, ke la kondensatoro estas komence neĉargita. Kiam ni premas la butonon, pro tio, ke la kondensatoro estas neĉargita, neniu voltajo evoluiĝas tra la kondensatoro, do la kondensatoro agos kiel mallonga cirkvito. En tiu momento la ŝargo komencos akumuliĝi en la kondensatoro. La kuranto tra la cirkvito estos limigita nur per rezistanco R.

Do, la komenca kuranto estas V/R. Nun postpasmaniere la voltajo evoluigas tra la kondensatoro, kaj tiu evoluigita voltajo estas kontraŭa al la polarado de la baterio. Pro tio la kuranto en la cirkvito postpasmaniere malpliiĝas. Kiam la voltajo tra la kondensatoro fariĝas egala kaj kontraŭa al la voltajo de la baterio, la kuranto fariĝas nul. La voltajo postpasmaniere pligrandiĝas tra la kondensatoro dum la ŝargado. Konigis nin konsideri, ke la rapido de la pligrandiĝo de la voltajo tra la kondensatoro estas dv/dt je iu ajn momento t. La kuranto tra la kondensatoro en tiu momento estas

Aplikante, Kirchhoff’s Voltage Law, en la cirkvito en tiu momento, ni povas skribi,

Integrante ambaŭ flankojn ni ricevas,

Nun, je la tempo de enŝaltado de la cirkvito, la voltajo tra la kondensatoro estis nul. Tio signifas, v = 0 je t = 0.
Metante tiujn valorojn en la supre menciitan ekvacion, ni ricevas

Post ricevo de la valoro de A, ni povas reskribi la supre menciitan ekvacion kiel,



Nun, ni scias, ke,

Tio estas la esprimo de la ŝarganta kuranto I, dum la proceso de ŝargado.
La kuranto kaj voltajo de la kondensatoro dum la ŝargado estas montritaj sube.

Ĉi tie en la supre menciita figuro, Io estas la komenca kuranto de la kondensatoro, kiam ĝi estis komence neĉargita dum la enŝaltado de la cirkvito, kaj Vo estas la fina voltajo post tio, kiam la kondensatoro plene ŝargas.
Metante t = RC en la esprimon de la ŝarganta kuranto (kiel derivite supre), ni ricevas,

Do, je la tempo t = RC, la valoro de la ŝarganta kuranto fariĝas 36,7% de la komenca ŝarganta kuranto (V / R = Io) kiam la kondensatoro estis plene neĉargita. Tiu tempo estas konata kiel la tempkonstanto de la kapacitiva cirkvito kun kapacitance valoro C faradoj kune kun la rezistanco R ohmoj en serio kun la kondensatoro. La valoro de la voltajo evoluigita tra tiu kondensatoro je la tempkonstanto estas

Ĉi tie Vo estas la voltajo finale evoluigita tra la kondensatoro post tio, kiam la kondensatoro plene ŝargas, kaj ĝi estas sama kiel la fonta voltajo (V = Vo).

Fonto: Electrical4u.

Deklaro: Respektu la originalan, bonajn artikolojn valoras kompartigon, se estas infringado bonvolu kontakti por forigo.