Dòng mạch động đi qua tụ điện nối tiếp

U0

U_0

t

*        Mạch điện có tụ ghép nối tiếp

Đối với mạch điện nối tiếp như hình trên, biên dạng của dòng mạch động (ban đầu có dạng xung vuông) sau khi qua khỏi tụ điện C₁ và gây sụt áp trên R₁ lại có dạng các xung nhọn với biên độ giảm dần vì thế được gọi là các xung vi phân với hằng số thời gian t được xác định bởi tích số t = C₁.R₁ (bỏ qua nội trở của nguồn mạch động). Vì thế, mạch có tụ nối tiếp được gọi là mạch vi phân. Khi thời gian nạp vượt quá giá trị của t thì dòng điện qua mạch sẽ bị triệt tiêu.

Ta có thể lý giải hiện tượng như sau: Khi xung vuông bắt đầu xuất hiện, ứng với thời điểm ban đầu điện áp trên tụ bằng 0 nên dòng điện được nạp vào tụ với cường độ rất lớn mà làm cho biên độ của điện áp giáng trên R₁ rất lớn bằng đúng biên độ U₀ xung động của dòng mạch động. Trong khi được nạp thì điện áp trên tụ sẽ đầy dần mà làm cho cường độ dòng điện qua R_! càng giảm nên biên độ điện áp giáng trên R₁ sẽ càng giảm đi.

Khi xung vuông của dòng mạch động bị ngắt, vì mạch được tạo bởi C₁, R₁ và V₁ là một mạch kín trong đó V₁ cũng sẽ có một nội kháng tương ứng là Z_V1 nên lúc này tụ C₁ sẽ phóng ngược vào nguồn dòng mạch động một dòng điện với cường độ ban đầu đúng bằng cường độ dòng nạp và sau đó sẽ giảm dần vì điện áp trên tụ càng ngày càng bị giảm dần đi và tạo thành xung ngược với biên độ là U ^_₀ đối lập với dòng ban đầu qua trục hoành mà tạo thành dòng xoay chiều có biên dạng vi phân như hình mô tả ở trên (nếu bỏ qua nội kháng của nguồn mạch động thì sau một khoảng thời gian đúng bằng t thì điện lượng trên tụ sẽ bị phóng hết ra mạch ngoài và cường độ dòng điện sẽ bị triệt tiêu).

Đối với các dòng mạch động có biên dạng khác thì sự đáp ứng của mạch có tụ điện cũng hoàn toàn toàn tương tự. Tuy nhiên, tuỳ theo bien độ ban đầu của xung điện mạch động cũng như tuỳ theo độ biến thiên của xung điện mạch động mà biên dạng của dòng điện được tạo ra sẽ có sự biến đổi thích ứng.

Chú ý: Nếu hoặc là do nguồn dòng mạch động có biên độ điện áp cực lớn hoặc do điện trở R₁ có giá trị quá nhỏ thì tụ sẽ càng được nạp nhanh đầy mà làm cho độ rộng của xung được tạo bởi mạch vi phân nói trên sẽ càng hẹp lại so với chu kỳ xung của dòng mạch động.