شارژ خازن چیست؟ مدار شارژ خازن و فرمول محاسبه
زمانی که یک خازن بدون شارژ یا نیمه شارژ را به منبع ولتاژی که ولتاژ آن بیشتر از ولتاژ خازن است وصل می کنیم از منبع شارژ دریافت می کند و ولتاژ دو طرف خازن به صورت نمایی بالا می رود تا زمانی که برابر و مخالف ولتاژ منبع شود.
یک خازن با ظرفیت C را به صورت سری به یک مقاومت R وصل می کنیم. همچنین این ترکیب سری خازن و مقاومت را به یک باتری با ولتاژ V از طریق یک کلید S وصل می کنیم.
بیایید فرض کنیم خازن در ابتدا بدون شارژ باشد. وقتی کلید را وصل کنیم، چون خازن شارژ ندارد، هیچ ولتاژی در خازن وجود ندارد، بنابراین خازن مانند اتصال کوتاه عمل می کند. هنگامی که کلید زده می شود، خازن شروع به شارژ شدن می کند. جریان عبوری از مدار را فقط مقاومت R محدود می کند.
بنابراین، جریان اولیه V/R است. خازن به تدریج شارژ می شود و ولتاژ در آن برعکس قطبیت باتری است. در نتیجه جریان در مدار به تدریج کاهش می یابد. هنگامی که ولتاژ دو طرف خازن برابر و مخالف ولتاژ باتری می شود، جریان صفر می شود.
ولتاژ به تدریج در خازن در طول شارژ افزایش می یابد. اگر میزان افزایش ولتاژ در خازن را dv/dt در هر لحظه t در نظر بگیریم، جریان عبوری از خازن در آن لحظه برابر است با:
با اعمال قانون ولتاژ کیرشهف در مدار، در لحظه t می توانیم بنویسیم:
با ترکیب هر دو طرف به دست می آوریم:
در زمان روشن شدن مدار، ولتاژ خازن صفر بود. یعنی v = 0 در t = 0. با قرار دادن این مقادیر در معادله بالا، داریم:
پس از بدست آوردن مقدار A، می توانیم معادله فوق را به صورت زیر بنویسیم:
اکنون، ما می دانیم که:
این جریان شارژ I در طول فرآیند شارژ است. نمودار جریان و ولتاژ خازن در هنگام شارژ در شکل زیر نشان داده شده است.
در شکل بالا، Io جریان اولیه خازن در هنگام روشن شدن مدار است و Vo ولتاژ نهایی پس از شارژ کامل خازن است. با قرار دادن t = RC در جریان شارژ (همانطور که در بالا به دست آمد)، داریم:
بنابراین در زمان t = RC، مقدار جریان شارژ 36.7٪ جریان شارژ اولیه می شود (V / R = Io). این زمان به عنوان ثابت زمانی مدار خازنی شناخته می شود. مقدار ولتاژ در خازن با ثابت زمانی برابر است با:
در اینجا Vo ولتاژ خازن پس از شارژ کامل است و برابر با ولتاژ منبع (V = Vo) می باشد.
درودتان باد و سپاس از سایت ارزشمندتان
لطفاً به این پرسش پاسخ دهید در سطر اول نوشته اید که وقتی ولتاژ اعمالی به خازن بیشتر از ولتاژ خازن باشد خازن شروع به شارژ میکند پرسش اینست که ولتاژ خازن یعنی چه چگونه بدست می اید تا انجا که میدانم ولتاژ روی خازنها یعنی بیشترین ولتاژ قابل تحمل .
.
سلام دوست عزیز
فکر کنم منظور نویسنده محترم ولتاژ یک خازن بدون شارژ است که همیشه صفر است.
و اون ولتاژی که روی خازن نوشته شده دامنه ولتاژ کاری خازن است.
چون در سطر اول دقیقا نوشته شده،
( زمانی که یک خازن بدون شارژ یا نیمه شارژ را به منبع ولتاژی که ولتاژ آن بیشتر از ولتاژ خازن است وصل می کنیم از منبع شارژ دریافت می کند )
و در ادامه وطلب نوشته است،
( بیایید فرض کنیم خازن در ابتدا بدون شارژ باشد. وقتی کلید را وصل کنیم، چون خازن شارژ ندارد، هیچ ولتاژی در خازن وجود ندارد، بنابراین خازن مانند اتصال کوتاه عمل می کند. هنگامی که کلید زده می شود، خازن شروع به شارژ شدن می کند. )
البته من فقط حدس میزنم منظور ایشون این باشه.
ای کاش ایشون سوال شما رو ببینن و خودشون جواب بدن.
.
ممنون از سوال خوبی که پرسیدید چون من هنگام جواب دادن به سوال شما چند نکته دیگه از مقاله رو فهمیدم.