Разряд конденсатора
Разряд конденсатора — это уменьшение его заряда и напряжения при прохождении электрического тока через сопротивление. Ток при разряде постепенно ослабевает и прекращается, когда энергия электрического поля почти полностью переходит во внутреннюю энергию сопротивления.
Обычно конденсатор разряжается через электрическое сопротивление резистора. В такой цепи с конденсатором и резистором заряд и напряжение убывают неравномерно: сначала быстро, затем всё медленнее. Сила тока также максимальна в начальный момент и со временем стремится к нулю.
Здесь \(q_0\), \(U_0\) и \(I_0\) — начальные значения, \(t\) — время разряда, а произведение \(RC\) называют постоянной времени цепи. За время \(t=RC\) заряд и напряжение уменьшаются до примерно \(0{,}37\) начального значения. Ток при разряде направлен от положительно заряженной обкладки во внешней цепи; подробнее его изменение рассматривают на странице ток при разряде конденсатора.
Пусть \(U_0=12\) В, \(R=2\) кОм, \(C=100\) мкФ. Тогда \(RC=0{,}2\) с. Через \(0{,}2\) с напряжение станет примерно \(12\cdot0{,}37\approx4{,}4\) В. Ещё через одну постоянную времени оно уменьшится примерно до \(1{,}6\) В.
Разряд — не мгновенное исчезновение заряда. В идеальной математической модели \(q\), \(U\) и \(I\) стремятся к нулю постепенно. Кроме того, напряжение на конденсаторе не равно нулю сразу после подключения сопротивления: в начальный момент оно сохраняет значение \(U_0\).
Как изменится напряжение на конденсаторе через одну постоянную времени \(RC\)?
Главное
- При разряде конденсатора заряд и напряжение уменьшаются по экспоненциальному закону.
- Ток максимален в начале разряда и постепенно стремится к нулю.
- Постоянная времени \(RC\) показывает, насколько быстро разряжается цепь.