きのうの話でコンデンサに溜まった電荷は・・・(過渡現象・放電編)

きのうはコンデンサへ電荷が貯まる過程の過渡現象の紹介でした。
中学生時代に理科で習った世代のかたは懐かしかったでしょう。
ゆとり世代の方々はいつ習ったのか存じ上げませんが、やはり懐かしかったと思います。
さてきょうは溜まった電荷は放電するわけでして、放電の過程の過渡現象のご紹介です。
 図をみてください。 スイッチを入れる前のコンデンサにはE電圧が蓄えられています。
(きのうはその話でした)
スイッチを閉じたタイミング時刻t=0としてその後の展開です。
コンデンサの静電容量をCとしているのでためられた電荷の量Q=CEです。
スイッチを閉じたあと回路には電流iが流れます。
iR+1/C∫idt=0
さきほどの初期条件はt=0のときq=CEでした。i=-dq/dtですから・・・
2行上の式はCRdq/dt+q=0になります。
この方程式でq=Ke^-t/CRです。(Kは定数)
この定数KはK=CEです。
したがってt時間経過後にはq=CEe^-t/CR
電流i=E/R e^-t/CR
コンデンサの電圧ec=1/C∫idt=-Ee^-t/CR
となります。
下のグラフのように放電は時定数τ=CRが小さいほど速くなります。

この記事が気に入ったら
いいねしてね!

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

コメント

コメントする

目次