RC-Schaltung mit verlustbehaftetem Kondensator

Diese Schaltung

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

kann als RC-Reihenschaltung mit einem verlustbehafteten Kondensator betrachtet werden. Der Zeitausdruck für v C ( T ) mit R 2 ist hier verfügbar und es ist v C ( T ) = v 0 ( 1 e T / τ ) .

Ich möchte den gleichen Ausdruck erhalten, aber in dieser Situation.

v 0 ist der Gleichspannungsgenerator; der Schalter ist geschlossen für T 0 Und v C ( T = 0 ) = 0 (Kondensator zunächst entladen).

ich kann schreiben

v 0 v C ( T ) R 1 = ICH ( T )

v 0 R 1 1 R 1 C D Q ( T ) D T = ICH ( T )

das ist der Strom über R 1 und so die Gesamtstromeingabe C / / R 2 . v C ( T ) ist während der Kondensatorladung variabel. Tatsache ist, dass hier ICH ( T ) ist nicht einfach D Q ( T ) / D T , weil nicht alle Gebühren austreten R 1 geht durch den Kondensator: ein Teil davon fließt über R 2 und diese Menge an "ausgetretener" Ladung ändert (steigt) mit der Zeit. Wie kann dem also Rechnung getragen werden?

Gibt es Hinweise, um eine Differentialgleichung für die Ladung oder den Strom des Kondensators zu erhalten ?

Antworten (2)

Der einfachste Weg, diese Schaltung zu analysieren, besteht darin, V0, R1 und R2 als Gruppe zu nehmen und ihr Thévenin-Äquivalent mit einer anderen Spannung und einem neuen, einzelnen Widerstandswert zu finden. Dann können Sie es genauso analysieren wie den Fall mit R2 = ∞.

Ich denke, der beste Ansatz für dieses Problem ist die Verwendung der Laplace-Transformation, aber wenn Sie wirklich die Zeitdifferentialgleichung verwenden möchten, müssen Sie den Ausdruck des Stroms an dem Knoten nehmen, der R1, R2 und C verbindet.

ICH R 1 ( T ) = ICH C ( T ) + ICH R 2 ( T ) .

Wenn Sie mit dieser Formel herumarbeiten, erhalten Sie am Ende die Differentialgleichung, nach der Sie suchen.