Каковы законы изменения напряжения u c ( t) на емкости и тока ic (t) через ёмкость после применения классического метода, и как можно построить примерные графики этих зависимостей?

Физика Колледж Электрические цепи переменного тока законы изменения напряжения напряжение на емкости ток через ёмкость графики зависимостей классический метод физики Новый

Чтобы понять, как изменяются напряжение u c (t) на ёмкости и ток i c (t) через ёмкость, давайте рассмотрим основные законы, которые описывают поведение конденсатора в электрической цепи.

1. Закон изменения напряжения на ёмкости:

• Напряжение на ёмкости (u c) связано с зарядом (Q) на ёмкости и ёмкостью (C) по формуле: u c = Q / C.
• Если конденсатор заряжается, то заряд на ёмкости увеличивается, и соответственно, напряжение также увеличивается.
• При разрядке конденсатора заряд уменьшается, и, следовательно, напряжение на ёмкости уменьшается.

2. Закон изменения тока через ёмкость:

• Ток (i c) через ёмкость связан с изменением заряда по времени: i c = dQ/dt.
• Если заряд на ёмкости увеличивается, ток будет положительным, если уменьшается - отрицательным.
• Ток также можно выразить через напряжение: i c = C * (du c/dt), что показывает, что ток пропорционален скорости изменения напряжения.

3. Применение классического метода:

• Предположим, что конденсатор заряжается от источника постоянного напряжения через резистор. В этом случае процесс можно описать уравнением:
• u c(t) = U(1 - e^(-t/(R*C))), где U - напряжение источника, R - сопротивление, C - ёмкость.
• Ток при этом будет: i c(t) = (U/R) * e^(-t/(R*C)).

4. Построение графиков:

• Для построения графиков зависимости напряжения u c(t) и тока i c(t) от времени t необходимо выбрать значения U, R и C.
• График u c(t) будет представлять собой кривую, которая начинается с 0 и асимптотически приближается к значению U.
• График i c(t) будет представлять собой экспоненциально убывающую функцию, которая начинается с максимального значения (U/R) и стремится к 0.

Таким образом, мы можем увидеть, что напряжение на ёмкости возрастает, а ток через ёмкость убывает со временем при зарядке конденсатора. Эти графики помогают визуализировать процессы, происходящие в электрической цепи с конденсатором.