טעינת קבל

כל פעם שאנו מתחברים קונדנסטור ללא טעינה או חלקית טעון עם מקור מתח שגודלו גדול מהמתח על הקונדנסטור (במקרה של קונדנסטור חלקית טעון), הוא מקבל מטען מהמקור והמתח על הקונדנסטור עולה אקספוננציאלית עד שהוא נהיה שווה וכנגד למתח של המקור.

נחבר קונדנסטור של קיבול C בשרשרת עם נגד של התנגדות R. נחבר גם את הצירוף הסדרתי של הקונדנסטור והנגד עם סוללה של מתח V באמצעות סוויץ' דחיסה S.
נניח שהקונדנסטור אינו טעון בהתחלה. כשנדחוף את הסוויץ', מכיוון שהקונדנסטור אינו טעון, לא מתפתח מתח עליו, ולכן הקונדנסטור יתנהג כצומת קצר. ברגע זה המטען מתחיל להתרכז בתוך הקונדנסטור. הזרם בסריקה יהיה מוגבל רק על ידי התנגדות R.

לכן, הזרם ההתחלתי הוא V/R. כעת, בהדרגה, מתפתח מתח על הקונדנסטור, ומתח זה מנוגד לפולריות של הסוללה. כתוצאה מכך, הזרם בסריקה מתמעט בהדרגה. כשהמתח על הקונדנסטור נהיה שווה וכנגד למתח של הסוללה, הזרם נהיה אפס. המתח על הקונדנסטור גדל בהדרגה במהלך הטעינה. נניח כי קצב עליית המתח על הקונדנסטור הוא dv/dt בכל רגע t. הזרם דרך הקונדנסטור באותו רגע הוא

על פי, חוק הנגזר של קירכהוף, בסריקה באותו רגע, ניתן לכתוב,

אינטגרציה משני הצדדים נותנת,

כעת, בזמן הפעלת החשמל, המתח על הקונדנסטור היה אפס. כלומר, v = 0 ב t = 0.
הצבת הערכים הללו במשוואה מעל, נותנת

לאחר קבלת ערך A, ניתן לכתוב מחדש את המשוואה מעל כ,



כעת, אנו יודעים ש,

זו היא הביטוי לזרם ההטענה I, במהלך תהליך ההטענה.
הזרם והמתח של הקונדנסטור במהלך ההטענה מוצגים להלן.

כאן בתמונה לעיל, Io הוא הזרם ההתחלתי של הקונדנסטור כשהוא היה בלתי טעון בהתחלה בזמן הפעלת החשמל ו Vo הוא המתח הסופי לאחר שהקונדנסטור הוטען לחלוטין.
הצבת t = RC בביטוי של זרם ההטענה (כפי שנגזר למעלה), נותנת,

לכן בזמן t = RC, ערך הזרם של ההטענה נהיה 36.7% מהזרם ההתחלתי (V / R = Io) כאשר הקונדנסטור היה בלתי טעון לחלוטין. זמן זה ידוע כקבוע הזמן של המעגל הקONDENSATORY עם ערך קיבול C פאראד יחד עם התנגדות R אוהמים בשרשרת עם הקונדנסטור. ערך המתח שמתפתח על הקונדנסטור בזמן קבוע הזמן הוא

כאן Vo הוא המתח הסופי שמתפתח על הקונדנסטור לאחר שהקונדנסטור הוטען לחלוטין והוא זהה למתח המקור (V = Vo).

מקור: Electrical4u.

הצהרה: כבוד לקוריינלי, מאמרים טובים שראויים לחלוקה, במידה ויש הפרה אנא צור קשר למחיקת.