5.2
DC電源がRC回路から突然取り外されると、回路はソースフリーになります。
完全に充電されたコンデンサの初期電圧をV0と仮定すると、回路を刺激する初期エネルギーを取得できます。
キルヒホッフの電流法則を最上位ノードに適用し、コンポーネント間で電流値を代入すると、1 次微分方程式が得られます。
項を並べ替え、積分し、両側で指数関数をとると、積分定数が初期電圧に等しい回路の自然な応答が得られます。
電圧対時間グラフは、初期電圧が時間とともに指数関数的に減衰することを示しています。
時定数タウは、コンデンサが初期電圧の36.8%まで放電するのに必要な時間を示します。
タウの値を電圧応答式に代入することにより、抵抗器で消費される電流と電力を求めることができます。
消費された電力を経時的に積分すると、抵抗によって吸収されるエネルギーが得られます。
時間が無限大に近づくと、このエネルギーはコンデンサに蓄えられた初期エネルギーに近づき、コンデンサの初期エネルギーが抵抗内で徐々に消費されることを意味します。
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