Напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно, поскольку требуется некоторое время, чтобы электрический заряд накопился или покинул пластины конденсатора.
На картинке ниже показано, что когда переключатель переключается из положения A в положение B, конденсатор пытается зарядиться до того же напряжения, что и напряжение батареи, но, в отличие от резистора, напряжение конденсатора не может мгновенно измениться до своего максимума — это значение будет (E).
| Серия статей по переходным процессам в цепях постоянного тока |
|
Заряд и разряд конденсатора
Как только переключатель достигает положения В, ток в цепи очень быстро возрастает, так как конденсатор начинает заряжаться. Хотя напряжение, показанное на картинке ниже, все еще низкое, скорость его изменения велика, а график напряжения изначально очень крутой, показывая, что напряжение изменяется за очень короткое время.
По мере заряда конденсатора скорость изменения напряжения замедляется, а заряд замедляется по мере того, как падает зарядный ток. Это показано на картинке ниже. Кривая, описывающая зарядку конденсатора, следует узнаваемому математическому закону, описывающему экспоненциальную кривую до тех пор, пока ток практически не станет равным нулю, а напряжение на конденсаторе не станет максимальным.
Если теперь переключатель переводится в положение C, питание отключается и между C и R возникает короткое замыкание. Это приводит к разряду конденсатора через R. Немедленно протекает максимальный ток, но на этот раз в направлении, противоположном тому, что был во время заряда. Снова экспоненциальная кривая описывает падение этого отрицательного тока обратно к нулю. Напряжение в это время также экспоненциально падает, пока конденсатор не разрядится полностью.
В следующей статье поговорим о постоянной времени CR.
С Уважением, МониторБанк