Заряд конденсатора от источника постоянного напряжения

«Простейшим примером Переходные процессы может служить зарядка конденсатора ёмкостью С (рис.) от источника постоянного тока (аккумулятора) с эдс Е и внутренним сопротивлением r через резистор R, ограничивающий ток в цепи. Начиная с момента времени t = 0, когда замыкается ключ, ток в цепи уменьшается по экспоненциальному закону, приближаясь к нулю, а напряжение увеличивается, асимптотически стремясь к значению, равному эдс источника. Скорость изменения напряжения и тока зависит от ёмкости конденсатора и сопротивления в цепи: чем больше ёмкость и сопротивление, тем длительнее процесс зарядки. Через интервал времени t = (R + rC, называемый постоянной времени зарядки конденсатора, напряжение на его обкладках достигает значения uc = 0,63 Е,а сила тока i=0,37 Io, где Io - начальная сила тока, равная отношению эдс к сопротивлению цепи. Через интервал времени 5t uc>0,99 Е, а сила тока i<0,01 I0,и с погрешностью менее 1% Переходные процессы можно считать закончившимся. За время Переходные процессы энергия электрического поля конденсатора увеличивается от нуля до Wc= 1/2CE2

 

1. ;

;

2.

3.

4.

; ;

5. ;

6. ;

;

;

Начальные условия – значения токов через катушки индуктивности и напряжений на конденсаторах, известные из докомутационного режима.

Значения u и i на всех элементах схемы при зависимые начальные условия. Они определяются из независимых с помощью исходного диф. уравнения.

7.

 

Примечание

При включении ток изменяется скачком от 0 до и при небольшом активном сопротивлении цепи может достичь больших значений, значительно превышающих номинальное (например, при подключении нагрузки через кабель, распределенная емкость которого велика, а сопротивление проводов низкое).