RC电路
充电过程
回路方程:
ε−Cq−IR=0
又因为 I=dq/dt,解得:
q(t)=Cε(1−e−t/RC)
I(t)=Rεe−t/RC
VC(t)=Cq=ε(1−e−t/RC)
VR(t)=IR=εe−t/RC
时间常数:
τ=RC
放电过程
若初始电荷为 Q0:
q(t)=Q0e−t/RC
若按放电电流方向取正,则电流大小为:
I(t)=I0e−t/RC
其中:
I0=RCQ0=RV0
若保留代数号,也可写成 I=−dq/dt。
二级结论
- t=0 刚闭合开关时,未充电电容器像导线。
- t→∞ 时,充满电的电容器像断路。
- 经过一个时间常数,充电量达到最终值的约 63%;放电剩下约 37%。
图像特征
- 充电时:q、VC 单调上升并渐近饱和;I、VR 指数衰减。
- 放电时:q、I、VC 都指数衰减到零。
易错点
- I(t) 的正负号依赖你选的正方向;做题时先统一符号约定。
- 放电时不能把 ε 再留在回路方程里,除非题目真的还有外电源。
- “电流减小”不代表“电阻变大”,只是电容器两端电压在变。
前置
连接到
常与之比较
教材对应