تولید بار کندنساتور

هرگاه که ما یک خازن بدون شارژ یا با شارژ جزئی را به یک منبع ولتاژ متصل می‌کنیم که ولتاژ آن بیشتر از ولتاژ خازن (در صورت خازن با شارژ جزئی) است، خازن از منبع شارژ دریافت می‌کند و ولتاژ روی خازن به طور نمایی افزایش می‌یابد تا زمانی که با ولتاژ منبع برابر و در جهت مخالف شود.

بیایید یک خازن با ظرفیت C را به صورت سری با یک مقاومت R متصل کنیم. همچنین این ترکیب سری از خازن و مقاومت را با یک باتری با ولتاژ V از طریق یک کلید فشاری S متصل کنیم.
بیایید فرض کنیم خازن ابتدا بدون شارژ است. وقتی که کلید را فشار می‌دهیم، چون خازن بدون شارژ است، هیچ ولتاژی روی خازن ایجاد نمی‌شود، بنابراین خازن مانند یک کوتاه‌مدار عمل می‌کند. در آن لحظه شارژ شروع به انباشت در خازن می‌کند. جریان در مدار فقط توسط مقاومت R محدود می‌شود.

بنابراین، جریان اولیه برابر V/R است. حالا تدریجاً ولتاژ روی خازن ایجاد می‌شود و این ولتاژ ایجاد شده در جهت مخالف قطبیت باتری است. به عنوان نتیجه، جریان در مدار تدریجاً کاهش می‌یابد. وقتی که ولتاژ روی خازن با ولتاژ باتری برابر و در جهت مخالف شود، جریان صفر می‌شود. ولتاژ روی خازن در طول شارژ تدریجاً افزایش می‌یابد. بیایید نرخ افزایش ولتاژ روی خازن در هر لحظه t را dv/dt در نظر بگیریم. جریان از طریق خازن در آن لحظه

با استفاده از قانون ولتاژ کیرشهف در مدار در آن لحظه، می‌توانیم بنویسیم،

با انتگرال‌گیری از دو طرف، داریم،

حالا، در زمان روشن کردن مدار، ولتاژ روی خازن صفر بود. یعنی v = 0 در t = 0.
با قرار دادن این مقادیر در معادله بالا، داریم

پس از بدست آوردن مقدار A، می‌توانیم معادله بالا را به صورت زیر بازنویسی کنیم،



حالا، ما می‌دانیم که،

این عبارت جریان شارژ I در طول فرآیند شارژ است.
جریان و ولتاژ خازن در طول شارژ در زیر نشان داده شده است.

در شکل بالا، Io جریان اولیه خازن در زمانی که خازن ابتدا بدون شارژ بود و Vo ولتاژ نهایی پس از اینکه خازن به طور کامل شارژ شد است.
با قرار دادن t = RC در عبارت جریان شارژ (همانطور که بالا محاسبه شد)، داریم،

بنابراین در زمان t = RC، مقدار جریان شارژ 36.7٪ از جریان اولیه شارژ (V / R = Io) است که زمانی که خازن به طور کامل بدون شارژ بود. این زمان به عنوان ثابت زمانی مدار خازنی با ظرفیت C فاراد و مقاومت R اهم در سری با خازن شناخته می‌شود. مقدار ولتاژ ایجاد شده روی خازن در ثابت زمانی

در اینجا Vo ولتاژ نهایی ایجاد شده روی خازن پس از اینکه خازن به طور کامل شارژ شد است و این مقدار با ولتاژ منبع (V = Vo) برابر است.

منبع: Electrical4u.

بیانیه: احترام به اصلی، مقاله‌های خوب ارزش اشتراک‌گذاری دارند، اگر تخلف وجود دارد لطفاً برای حذف تماس بگیرید.