Kondensaatori laadimine

Iga kord, kui ühendame laetud või osaliselt laetud kondensaatori vooluallikaga, mille pingetase on suurem kui kondensaatori (juhul, kui see on osaliselt laetud), saab kondensaator laet allikast ja kondensaatoril olev pingetase eksponentsiaalselt kasvab, kuni see muutub võrdne ja vastandne allika pinge.

Ühendame ühe kondensaatori kapasitatsiga C sarireegliga ühe vastendiga vastusega R. See sarireeglis olev kondensaatoride kombinatsioon ja vastendiga ühendame ühe akuga pingega V nupuvahetuse S abil.
Eeldame, et kondensaator on alguses laetamata. Kui vajutame nuppu, siis kuna kondensaator on laetamata, ei tekita seda pinget kondensaatoril, seega käitub kondensaator lühikutena. Sel hetkel hakkab laeng kondensaatoris kummutuma. Vool ringkonnas piiratakse ainult vastusega R.

Seega, algne vool on V/R. Nüüd järk-järgult arendub kondensaatoril pinget, mis on vastandne akula polaaritega. Tulemuseks on, et vool ringkonnas järk-järgult vähenema. Kui kondensaatoril olev pingetase muutub võrdne ja vastandne akula pingetasega, muutub vool nulliks. Pingetase järk-järgult tõuseb kondensaatoril laetamisel. Eeldame, et kondensaatoril oleva pingetase muutumiskiirus on dv/dt mis tahes hetkel t. Kondensaator läbi voolav vool sellel hetkel on

Rakendades, Kirchhoffi voltageseadust, selles ringkonnas sellel hetkel, saame kirjutada,

Integreerides mõlemad pooled, saame,

Nüüd, ringkonna sisse lülitamise ajal, kondensaatoril olev pingetase oli null. See tähendab, et v = 0, kui t = 0.
Saadetud need väärtused eelnevate valemi, saame

Pärast A väärtuse saamist, saame eelneva valemi uuesti kirjutada nii:



Nüüd, me teame, et

See on laetamise protsessi vooli I avaldis.
Kondensaatoril olev vool ja pinge laetamisel on näidatud järgmisel joonisel.

Selles eelneval joonisel, Io on kondensaatori algne vool, kui see oli laetamata ringkonna sisse lülitamisel, ja Vo on lõplik pinge, pärast kondensaatori täielikku laetamist.
Paneme t = RC laetamise vooli avaldisele (nagu eelnevalt tuletatud), saame,

Seega, ajal t = RC, laetamise vool muutub 36,7% algsest laetamise voolist (V / R = Io), kui kondensaator oli täiesti laetamata. See aeg on teada kui ajakonstant kondensatiivse ringkonna jaoks, millel on kapasitsus C farad koos vastusega R ohm sarireeglis kondensaatoriga. Kondensaatoril oleva pingetase väärtus ajakonstandil on

Siin Vo on lõplik pinge, mis arendub kondensaatoril pärast selle täielikku laetamist, ja see on sama nagu allika pinge (V = Vo).

Allikas: Electrical4u.

Aadress: Austa originaali, hea artiklid on väärt jagamist, kui on ründatud autorõigusi, siis palun kontaktige meiega ning teavitage sellest.