Elektřina a magnetismus ⇒ Stejnosměrný proud ⇒ Obvody stejnosměrného proudu
Teorie:
RC obvod je obvod, ve kterém je (v tomto apletu sériově) zapojen rezistor a kondenzátor ke zdroji stejnosměrného elektromotorického
napětí ε. V čase t = 0 s sepneme spínač. Kondenzátor je na počátku zcela vybitý, tedy q(t = 0 s) = 0 C.
V čase t = 0 s je spínač zapojen a obvodem prochází proud daný
Io =
V tomto okamžiku je na rezistoru stejný úbytek napětí jako na svorkách zdroje napětí.
Kondenzátor se začne nabíjet. Postupně, jak se kondenzátor nabíjí, napětí na něm roste v čase
uC =
Pomocí Kirchhoffova zákona a matematických úprav se dá dojít ke vztahu pro napětí na kondenzátoru
uC = ,
kde τ = RC se nazývá časová konstanta. Na úplné odvození vztahu je na konci stránky odkaz.
Pro vybíjení kondenzátoru se dá odvodit vztah
uC =
kde Q je počáteční náboj kondenzátoru.
Ovládání apletu:
Tento aplet se snaží zobrazit přechodový jev, který nastane při nabíjení a vybíjení kondenzátoru.
Je zde obvod, v němž je sériově zapojen zdroj, rezistor a kondenzátor.
Nastavení hodnot - do textových polí můžete zadat různé hodnoty napětí/odporu/kapacity.
Po zvolení hodnot nezapomeňte zmáčknout tlačítko Nastavit.
Jednotkou napětí je volt (V), jednotkou odporu je kiloohm (kΩ), jednotkou kapacity je mikrofarad (μF). μ je v apletu napsáno jako "u".
V označuje jak napětí (běžně se značívá U), tak volt.
Nastavení napětí – hodnotu napětí můžete také nastavit tak, že kliknete do tyrkysové oblasti a
posouváte myší nahoru/dolů.
Sepnutí obvodu – sepnutím červeného spínače v obvodu spustíte animaci.
Napětí na kondenzátoru a rezistoru jsou vyčísleny v blízkosti těchto prvků v obvodu.
Změna nabíjecí fáze z nabíjení na vybíjení a naopak - kliknutím v blízkosti červenéhho přepínače dosáhnete změny mezi nabíjecí a vybíjecí fází.
Vodorovná pozice – nabíjení
Svislá pozice – vybíjení
Červená křivka v grafu zobrazuje časový průběh napětí na kondenzátoru jako funkci času.
Modrá křivka zobrazuje proud procházející obvodem jako funkci času.
Pozastavení animace - jestliže stlačíte levé tlačítko myši, animace se pozastaví. Bude pokračovat, jakmile tlačítko
uvolníte.
- jestliže stlačíte pravé tlačítko myši, animace se pozastaví. Opětovným stlačením animaci spustíte.
Zatímco je animace pozastavena, můžete z grafu odečítat hodnoty.
Odečítání hodnot z grafu - je-li animace pozastavena, pohybujte myší v oblasti grafu a nad grafem - vpravo od tlačítka Obnovit - se vám zobrazí aktuální poloha myši.