Tụ điện liên hệ biến thiên điện áp với dòng

Điện áp không thể nhảy nếu không có xung tức thời

Tụ điện lý tưởng lưu điện tích theo $q=CV$ và có dòng $i=C\,dV/dt$ theo quy ước dấu thụ động. Nó chống biến thiên điện áp tức thời vì việc đó cần xung dòng tức thời. Nó không chống chính điện áp: tụ đã nạp có thể giữ điện áp khác 0 trong khi không mang dòng DC.

Tại điểm làm việc DC đã ổn định, tụ lý tưởng là hở mạch. Trong chuyển tiếp, nó là phần tử động và không thể đơn giản bỏ đi. Điện áp đầu của nó quan trọng. Tụ thực còn có dòng rò, điện trở nối tiếp tương đương, hiệu ứng điện môi và định mức điện áp. Mô hình lý tưởng cố ý bỏ các tính chất đó đến khi liên quan phép tính.

Tính dốc điện áp và năng lượng

Lái tụ 1 μF bằng dòng không đổi 1 mA. Khi đó $dV/dt=0.001/0.000001=1000$ V/s, tức 1 V/ms. Bắt đầu tại 0 V, tụ đạt 2 V sau 2 ms nếu nguồn dòng giữ được dòng ở điện áp cần thiết. Điện tích là 2 μC. Năng lượng lưu là $E=CV^2/2=2$ μJ.

Kết quả năng lượng khác điện tích: điện tích tăng tuyến tính theo điện áp, năng lượng theo bình phương điện áp. Nhân đôi điện áp thành 4 V nhân đôi điện tích nhưng tăng năng lượng bốn lần thành 8 μJ. Đơn vị làm rõ khác biệt: coulomb không phải joule.

Điều kiện đầu là phần bài toán

Tụ 1 μF đã ở 1 V đạt 2 V chỉ sau 1 ms dưới cùng dòng 1 mA. Nối đột ngột hai tụ đã nạp không được giải thích bằng gọi cả hai “hở tại DC”; phải mô hình chuyển tiếp và điện trở dây. Tương tự, ngắn mạch tụ đã nạp có thể tạo xung dòng vượt dòng ổn định thông thường của nguồn.

Trong phép tính khóa học, nêu điện dung, điện áp đầu, dòng áp đặt hoặc điện trở xung quanh và khoảng thời gian. Trước đo điện áp thấp thực, xác minh cực tính linh kiện phân cực và xả điện tích lưu qua điện trở phù hợp. Với tín hiệu thay đổi, xét dòng và thời gian trước dùng cách tắt trạng thái ổn định.