RC回路の充電・放電: 原理・関係式・例

概念と仕組み

コンデンサは電気を蓄積し、抵抗は電流を制限する。コンデンサが充電されると、抵抗の両端の電圧と充電電流は減少する。

放電時、蓄えられた電荷は抵抗を通過し、電圧の低下を引き起こす。残りの電圧が低下するにつれて、放電電流も低下する。

τ = RC；充電は V₀(1 − e⁻ᵗ/τ)、放電は V₀e⁻ᵗ/τ に従います。 1 τ 後、充電電圧は約最終値の 63.2%、放電電圧は約初期値の 36.8% になります。

理想的な抵抗器とコンデンサ、および一定の電源を仮定します。実際のリーク、内部抵抗、および測定器の負荷は、観測される曲線に影響を与える可能性があります。

t = τで、充電電圧は電源の約63.2%、放電電圧は約36.8%です。

理想電源・抵抗・コンデンサです。漏れや寄生成分は省略しています。放電はV₀から開始します。画面は解析式、エンジン検査は後退オイラー法を使います。実際の電源やコンセントでは再現せず、画面上で実験しましょう。

τ = RC · V充電 = V₀(1 − exp(−t/τ)) · V放電 = V₀exp(−t/τ)

2 s

Rだけを2倍にし、放電でも時定数の意味を確かめましょう。