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RC 电路:为电容器充电
27.15
相机闪光灯基于电容器的充放电原理工作。按下快门按钮时,由已充电电容器提供的短暂电流脉冲产生闪光。
为了理解电容器的充电过程,考虑一个与理想电池串联连接的 RC 电路。
当开关闭合时,电容器开始充电。电池的电动势分布在电阻器和电容器之间。
电容器两端的电势差逐渐增大,直到等于电池的电动势。
根据基尔霍夫定律,可得到一个微分方程,对该方程进行积分,即可获得电容器电荷随时间变化的表达式。
通过对时间求导,可得到充电电流的表达式。
当时间等于零时,电流达到最大值,并随着趋向无穷大而呈指数衰减至零。
相反,随着时间趋近于无穷大,电容器的电荷从零开始呈指数增长至最大值。
此处,R-C 为时间常数,表示电流和电荷达到给定值所需的时间间隔。
包含电阻和电容的电路称为RC电路。 电容器是一种通过在电场中存储能量来存储电荷的电子元件。 考虑一个简单的 RC 电路,它具有 DC(直流)电压源 ε、电阻器 R、电容器 C ,以及一个双向位置开关。 电路中,根据开关的位置,电容器可以充电或放电。
当移动开关连接电池时,电路简化为电压源、电阻器、电…