Der Strom, der in einen Kondensator eintritt/aus ihm austritt, ist proportional zur Änderung der an seinen Platten angelegten Spannung.
Nehmen wir an, ich habe einen Kondensator in Reihe mit einer Gleichstromversorgung, einem Widerstand und einem offenen Schalter. Sobald ich den Schalter schließe, ist die Spannung am Kondensator gleich der von der Gleichstromquelle gelieferten Spannung, aber diese Spannung bleibt konstant, da Gleichstromversorgungen offensichtlich konstant sind.
Dies alles unter der Annahme, dass alle Komponenten ideal sind. Ich weiß, dass sich die Spannung darüber ändern muss, damit Strom in den Kondensator gelangt, was in der realen Welt passiert. Woher kommt diese Spannungsänderung?
Die grundlegende Beziehung in einem Kondensator ist, dass die Spannung proportional zur Ladung auf der „+“-Platte ist. Allerdings müssen wir wissen, wie Strom und Spannung zusammenhängen. Um diese Beziehung abzuleiten, müssen Sie erkennen, dass der in den Kondensator fließende Strom die Rate des Ladungsflusses in den Kondensator ist. Hier ist die Situation. Wir beginnen mit einem Kondensator mit einer zeitabhängigen Spannung v(t), die über dem Kondensator definiert ist, und einem zeitabhängigen Strom i(t), der in den Kondensator fließt. Der Strom i(t) fließt in den „+“-Anschluss und nimmt den „+“-Anschluss unter Verwendung der Definition der Spannungspolarität. Mit dieser Definition haben wir:
ic(t) = Cdvc(t)/dt
Diese Beziehung ist die grundlegende Beziehung zwischen Strom und Spannung in einem Kondensator. Es ist keine einfache proportionale Beziehung, wie wir sie für einen Widerstand gefunden haben. Die Ableitung der Spannung, die im Ausdruck für Strom auftaucht, bedeutet, dass wir uns hier mit Rechnungen und Differenzialgleichungen beschäftigen müssen – ob wir wollen oder nicht.
Die Spannung über der Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand ist gleich der Gleichspannungsquelle. Was sich im Laufe der Zeit ändert, ist der Anteil über jeden. In dem Moment, in dem der Schalter schließt, liegt alles über dem Widerstand, weil die Kappe einen Kurzschluss annähert. Nach unendlicher Zeit ist die Kappenspannung gleich der DC-Quellenspannung. Das bedeutet, dass am Widerstand keine Spannung anliegt und somit kein Strom durch ihn fließt.
Chu
Sam D20
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Chu
Sam D20