Mạch R-C

Mạch R-C gồm và . Trong mạch nạp hoặc phóng đơn giản, dòng và thay đổi theo thời gian do điện áp tụ phụ thuộc điện tích. Thời gian đặc trưng là $\tau =RC$.

Lĩnh vực: Cơ học, nhiệt, điện từ và lượng tử

Định nghĩa trên trang này được dùng trong lĩnh vực vừa nêu. Một từ giống nhau ở môn khác có thể mang nghĩa khác.

Bài giảng dùng khái niệm này

• Mạch điện một chiềuVật lý 2

Giải thích kỹ thuật

Khi nạp tụ chưa tích điện từ nguồn lý tưởng có ℰ không đổi qua R, cho ℰ − iR − q/C = 0. Vì i = dq/dt, đây là phương trình vi phân của :

$$\begin{array}{rl}\frac{dq}{dt}& =\frac{\mathcal{E}}{R}-\frac{q}{RC},\\ q(t)& =C\mathcal{E}(1-e^{-t/(RC)}),\\ i(t)& =\frac{\mathcal{E}}{R}{e}^{-t/(RC)}.\end{array}$$

không nhảy đột ngột trong mạch có dòng hữu hạn. Lúc đầu q = 0, sau thời gian đủ dài q tiến đến Cℰ và dòng tiến đến không.

Ngắt nguồn rồi cho tụ có Q₀ phóng qua R:

$$\begin{array}{rl}q(t)& =Q_0{e}^{-t/(RC)},\\ i(t)& =-\frac{Q_0}{RC}{e}^{-t/(RC)}.\end{array}$$

Dấu âm dùng chiều nạp làm chiều dương. ban đầu Q₀²/(2C) cuối cùng chuyển thành nhiệt trên . Các công thức cần R và C không đổi, tụ lý tưởng và đúng cấu hình nạp hoặc phóng đã nêu.

Ví dụ

Tụ 5,0 µF nạp qua 2,0 MΩ từ nguồn 10 V có 10 s, cuối 50 µC và dòng đầu 5,0 µA.

Khi nào cần dùng?

Phân tích nạp, phóng, tính , dòng, điện áp và theo thời gian.

Câu hỏi ôn lại

Dòng qua mạch nạp có bằng ℰ/R ở mọi thời điểm không?

Xem đáp án

Không. Giá trị ấy chỉ là dòng đầu khi tụ chưa tích điện. Điện áp trên tụ tăng làm điện áp trên và dòng giảm dần.

Thuật ngữ liên quan

• Điện dung
• Điện trở
• Quy tắc Kirchhoff
• Hằng số thời gian
• Đạo hàm

Tài liệu tham khảo

Young & Freedman, University Physics with Modern Physics, ấn bản 15, chương 26, trang 844–867.