RC直列回路の過渡現象

RC直列回路の過渡現象

RC直列回路において、t=0にスイッチSを閉じて、直流電圧Eを印加する。回路方程式は、

Ri(t)+(1/C)∫i(t)dt=E    (t≧0)

である。この微・積分方程式を解けば、回路を流れる電流が求められる。この方程式には、積分の項があるので、電流と電荷の関係を用いて、i(t)=dq(t)/dtを代入すれば、方程式は、

Rdq(t)/dt+q(t)/C=E

となる。この方程式は、RL回路の場合と全く同形であり、初期条件を考慮して、

q(t)=CE(1-ε-t/CR)  (t≧0)

である。回路を流れる電流は、

i(t)=dq(t)/dt=(E/R)ε-t/CR

抵抗とコンデンサの端子電圧は、

vR(t)=Ri(t)=Eε-t/CR vC(t)=q(t)/C=E(1-ε-t/CR)

である。この回路の時定数は、τ=CRである。

図1.RC回路
図2.回路の応答

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