Kondensaattorin lataaminen

Aina kun yhdistämme epävarautuneen tai osittain varautuneen kondensaattorin jännitelähteeseen, jonka jännite on suurempi kuin kondensaattorin jännite (osittain varautuneen tapauksessa), se saa varausta lähteestä ja jännite kondensaattorin yli nousee eksponentiaalisesti, kunnes se tulee yhtä suureksi ja päinvastaiseksi lähteen jännitteen kanssa.

Yhdistetään kondensaattori kapasitansilla C sarjakytkennässä vastuun R kanssa. Yhdistetään tämä sarjakytkentä kondensaattoria ja vastus akkuun jännitteellä V painikytkimen S kautta.
Oletetaan, että kondensaattori on alussa epävarautunut. Kun painamme kytkintä, koska kondensaattori on epävarautunut, ei jännitettä kehity kondensaattorin yli, joten kondensaattori käyttäytyy lyhyyskytkentänä. Tällöin varaus alkaa kertyä kondensaattoriin. Virta kytkennässä rajoittuu vain vastuulla R.

Joten alkuvirta on V/R. Nyt jännite kehittyy kondensaattorin yli hitaasti, ja tämä kehittyvä jännite on päinvastainen akun jännitteen kanssa. Tämän vuoksi virta kytkennässä vähenee hitaasti. Kun jännite kondensaattorin yli tulee yhtä suureksi ja päinvastaiseksi akun jännitteen kanssa, virta tulee nollaksi. Jännite kasvaa hitaasti kondensaattorin yli latauksen aikana. Olkoon jännitteen kasvunopeus dv/dt tietyllä hetkellä t. Virta kondensaattorin yli tuolla hetkellä on

Soveltamalla Kirchhoffin jännitelakia kytkennässä tuolla hetkellä, voimme kirjoittaa,

Integroimalla molemmat puolet saamme,

Nyt, kun kytkennästä tehdään päälle, jännite kondensaattorin yli oli nolla. Se tarkoittaa, että v = 0, kun t = 0.
Laittamalla nämä arvot yllä olevaan yhtälöön, saamme

Saatua A:n arvon jälkeen voimme uudelleenkirjoittaa yllä olevan yhtälön seuraavasti,



Nyt tiedämme, että,

Tämä on latausvirran I ilmaisu latauksen aikana.
Kondensaattorin virta ja jännite latauksen aikana näkyvät alla.

Yllä olevassa kuvassa Io on kondensaattorin alkuvirta, kun se oli aluksi epävarautunut kytkennän päälle laittaessa, ja Vo on lopullinen jännite, kun kondensaattori on täysin varautunut.
Sijoittamalla t = RC latausvirran ilmaisun (kuten yllä johtaudun) saamme,

Joten ajankohdassa t = RC, latausvirran arvo on 36,7 % alkuvirrasta (V / R = Io), kun kondensaattori oli täysin epävarautunut. Tämä aika tunnetaan ajaksi vakiona kapasitiivisessa kytkennässä, jossa on kapasitansiarvo C faradissa sekä vastus R ohmissa sarjakytkennässä kondensaattorin kanssa. Jännitteen arvo kondensaattorin yli ajanvakion aikana on

Tässä Vo on jännite, joka kehittyy kondensaattorin yli, kun se on täysin varautunut, ja se on sama kuin lähteen jännite (V = Vo).

Lähde: Electrical4u.

Lausunto: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on oikeudenkäyttöä pyydä poistamaan.