27.15
カメラの懐中電灯は、コンデンサの充電および放電原理で機能します。シャッターボタンを押すと、充電されたコンデンサから供給される短い電流が点滅します。
コンデンサの充電を理解するために、理想的なバッテリーに直列に接続されたRC回路を考えてみましょう。
スイッチを閉じると、コンデンサは充電を開始します。バッテリーの起電力は、抵抗とコンデンサの間に分散されます。
コンデンサ間の電位差は、バッテリの起電力と等しくなるまで増加します。
キルヒホッフの法則を適用すると、微分方程式が得られ、それを積分して、コンデンサの電荷を時間の関数として表す式を求めることができます。
時間に関して微分することにより、充電電流の式が得られます。
電流は、時間がゼロに等しいときに最大値を持ち、時間が無限大に近づくと指数関数的にゼロに減衰します。
逆に、コンデンサの電荷は、時間が無限大に近づくにつれて、ゼロから最大まで指数関数的に増加します。
ここで、R-Cは時定数です。これは、電流と電荷が所定の値に達する時間間隔です。
抵抗と容量を含む回路はRC回路と呼ばれます。 コンデンサは、電界にエネルギーを蓄積することによって電荷を蓄積する電気部品です。 DC (直流) 電圧源ε、抵抗器R、コンデンサC を備えた単純なRC回路を考えてみましょう。 および双方向位置スイッチ。 回路では、スイッチの位置に応じてコンデンサを充電ま…
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