Конденсаторды зарядтау

Егер біз зарядталмаған немесе жартылай зарядталған конденсаторды, оның напрямдасы (жартылай зарядталған конденсатор үшін) конденсатордың напрямдасынан артық болатын напрямдау источникпен байланыстырсақ, онда конденсатор байланысқа алған зарядты табады және конденсатордың арасындағы напрямдау экспоненциалды түрде өсетінімен, сонымен қатар, ол байланыс напрямдауына тең және оған қарама-қарсы болады.

Біз конденсатор мен омыртқа нь C емкості және R сопротивление бар болсын. Оның бетінен біз бұл конденсатор мен омыртқа сериялық комбинациясын V напрямдауы бар батареямен S шығу айналымы арқылы байланыстырамыз.
Келісімізше, конденсатор бастапқыда зарядталмаған. Егер біз айналымды бассақ, конденсатор зарядталмаған, оның арасында напрямдау пайда болмайды, сондықтан конденсатор кірістік резистор ретінде қаралады. Сол уақытта заряд конденсаторда жиналады. Цепьдегі аккумулятордан гана шектеледі. сопротивлением R.

Демек, бастапқы ағым V/R. Енді қадам-қадамымен конденсатордың арасында напрямдау өсетінімен, бұл пайда болған напрямдау батареяның полярлығына қарама-қарсы болады. Нәтижесінде цепьдегі ағым қадам-қадамымен азайады. Конденсатордың арасындағы напрямдау батарея напрямдауына тең және оған қарама-қарсы болғанда, ағым нөлге айналады. Зарядталу кезінде конденсатордың арасындағы напрямдау қадам-қадамымен өседі. Біз t уақытта dv/dt деп қарастырайық. Сол уақытта конденсатор арқылы өтетін ағым

Қолдану, Кирхгофтың напрямдау заңы, сол уақытта цепте, біз жазуға боламыз,

Екі жақты интегралдау арқылы, біз алуға боламыз,

Енді, цепті включу кезінде, конденсатордың арасындағы напрямдау нөл болған. Бұл v = 0 at t = 0 дегенімізді білдіреді.
Бұл мәндерді жоғарыдағы теңдеуге қойып, біз алуға боламыз

A мәнін алу кезінде, біз жоғарыдағы теңдеуді қайта жазуға боламыз,



Енді, біз білеміз, бұл зарядталу процесінде ағым I-нің теңдеуі.
Зарядталу кезінде конденсатордың ағымы және напрямдауы төмендегі суретте көрсетілген.

Төмендегі суретте, Io - цепті включу кезінде конденсатор бастапқы зарядталмаған кезіндегі бастапқы ағым, Vo - конденсатор толығымен зарядталғаннан кейінгі соңғы напрямдау.
t = RC мәнін зарядталу ағымының теңдеуіне қойып, біз алуға боламыз,

Демек, t = RC уақытта, зарядталу ағымының мәні бастапқы зарядталу ағымының (V / R = Io) 36.7% болады, кезінде конденсатор толығымен зарядталмаған. Бұл уақыт конденсатордың C фарад емкостісі және R ом омыртқа мен конденсатор сериялық байланыстырылған цептің временная постоянная деп аталады. Временная постоянная кезінде конденсатордың арасындағы напрямдау мәні

Мұнда Vo - конденсатор толығымен зарядталғаннан кейін арасында пайда болған соңғы напрямдау және ол байланыс напрямдаусына (V = Vo) тең.

Басылым: Electrical4u.

Ескерту: Жеке авторлық құқықтары сақталған, мақаланы бөлісу үшін жақсы, егер қылмыс болса, хабарласып жоюға болады.