6. Перехідні процеси в колі з конденсатором.
Розглянемо конденсатор включений в коло постійного струму і визначимо як змінюється струм під час його зарядки.
За другим правилом Кірхгофа
,
де
,
.
Отримаємо
диференційне рівняння:
або
Розв’язок
його має вигляд:
З
граничних умов
,
отже закон зміни заряду на пластинах
конденсатора має вигляд:
Струм
в колі змінюється за законом:
Час τ=RC протягом якого сила струму , заряд на конденсаторі та напруга зменшуються в е разів називається часом релаксації.
Під час розрядки конденсатора в колі проходить розрядний струм
де
,
.
Отримаємо
диференційне рівняння:
.
Розв’язок
його має вигляд:
Струм
в колі змінюється за законом:
Розрядний струм спадає від максимума до нуля по експоненті.
Контрольні питання
Дайте визначення електричному струму, назвіть його характеристики.
Сформулюйте основні закони постійного електричного струму.
Поясніть причини виникнення опору провідників. Від чого і як залежить опір металічних провідників?
Назвіть характеристики джерел струму. Як змінюються ці характеристики при з’єднанні джерел?
Які електричні кола називають розгалуженими? Сформулюйте правила Кірхгофа для їх розрахунків.
Як змінюються заряд, напруга та сила струму під час зарядки конденсатора?
Як змінюються заряд, напруга та сила струму під час розрядки конденсатора?
Література
И.В. Савельев, Курс физики, т.2, "Наука", М., 1989, §31-38.
І.М.Кучерук, І.Т.Горбачук, П.П.Луцик, Загальний курс фізики,т.2, „Техніка”, К, 2006, §2.1 -1.7.