Принципиальная схема эксперимента

При переводе ключа в положение 1 конденсатор начинает заряжаться, и на его верхней обкладке накапливаются отрицательные заряды; при этом через резистор течет ток, который создает в нем отрицательное падение напряжения. При переключении в положение 2 конденсатор начинает разряжаться через тот же резистор, но полярность напряжения на резисторе меняется на обратную.

Соответствующая временная зависимость напряжения на емкости приведена на нижней диаграмме рис. 4.8.

Форма временных зависимостей напряжений определяется постоянной времени цепи . На диаграммах рис. 4.8 сплошными линиями изображены эти зависимости при < < ( – время переключения), а пунктирными линиями изображены зависимости, соответствующие > > .

Указанные зависимости для > > и < < можно объяснить так же из уравнения (4.11).

Рассмотрим случай > > . Поскольку в этом случае время заряда конденсатора значительно меньше времени переключения, то за время переключения напряжение на конденсаторе существенно не изменится и его можно приближенно считать равным нулю. В этом случае напряжение на сопротивлении примерно равняется e. Поэтому цепь, приведенная на рис. 4.9, называется переходной.

При тех же условиях напряжение на емкости можно найти из выражения . Так как в этом случае ток, заряжающий конденсатор, равен , то заряд на конденсаторе равен:

, (4.19)

а напряжение на конденсаторе:

. (4.20)

Поэтому цепь, приведенная на рис. 4.10, в которой напряжение снимается с обкладок конденсатора, называется интегрирующей.

Для противоположного условия < < напряжение на емкости в уравнении (4.11) можно приближенно считать равным , поскольку при этом конденсатор успевает зарядиться.

Из условия , имея в виду уравнение (4.13), получим:

. (4.21)

Тогда напряжение на резисторе равно:

. (4.22)

Поэтому цепь, изображенная на рис. 4.11, называется дифференцирующей.