Raspunsul tranzitoriu al condensatorului

Raspunsul tranzitoriu al condensatorului

Circuit RC simplu

Condensatoarele tind sa se comporte asemenea bateriilor secundare datorita posibilitatii de stocare si eliberare ulterioara a energiei sub forma de camp electric. Un condensator complet descarcat genereaza o tensiune de zero volti la bornele sale, iar un condensator incarcat mentine o valoare constanta a tensiunii la bornele sale, asemenea unei baterii. Atunci cand acestia sunt introdusi intr-un circuit cu alte surse de tensiune, absorb energie de la aceste surse, la fel precum o baterie secundara se incarca atunci cand este conectata la un generator. Un condensator complet descarcat, avand o cadere de tensiune zero la bornele sale, conectat la o sursa de tensiune, se va comporta initial precum un scurt-circuit, folosind un curent maxim de la sursa pe masura ce se incarca. Cu timpul, tensiunea la bornele sale creste spre valoarea tensiunii aplicate de sursa, iar curentul prin condensator scade din aceasta cauza. Dupa ce condensatorul a atins valoarea maxima a tensiunii sursei, inceteaza sa mai "consume" curent de la aceasta, si se comporta practic precum un circuit deschis.

Inchiderea intrerupatorului

Graficul alaturat prezinta variatia tensiunii cu timpul, variatie cunoscuta sub numele de raspuns tranzitoriu (al condensatorului, in acest caz).

Atunci cand intrerupatorul este inchis prima data, tensiunea la bornele condensatorului (considerat complet descarcat) este de zero volti; de aceea, in prima faza se comporta precum un scurt-circuit. Cu timpul, tensiunea condensatorului creste pana la valoarea tensiunii bateriei, moment in care condensatorul se comporta precum un circuit deschis. In aceasta configuratie, curentul prin circuit este determinat de raportul dintre diferenta de tensiune dintre baterie si condensator si valoarea rezistentei, 10 kΩ. Pe masura ce tensiunea condensatorului se apropie de cea a bateriei, curentul prin circuit se apropie si el de valoarea zero. Odata atinsa tensiunea bateriei de catre condensator (15 V), curentul va fi exact zero.

Tabelul variatiei

Mai jos este prezentat tabelul variatiei tensiunii cu timpul, in primele 10 secunde de la inchiderea intrerupatorului:

In timp, tensiunea condensatorului se apropie de 15 volti iar curentul se apropie de zero; acest grafic se numeste asimptotic, adica, ambele variabile se apropie tot mai mult de valoarea lor finala cu timpul, dar niciuna nu atinge exact acea valoare. Din punct de vedere practic insa, putem presupune ca valoarea tensiunii la bornele condensatorului atinge la un moment dat 15 V, iar curentul 0 A.