بار الکتریکی ذخیره شده در صفحات خازن به این شرح است: Q = CV.
این شارژ (ذخیره سازی) و تخلیه (آزاد سازی) انرژی خازن سریع اتفاق نمی افتد بلکه زمان مشخصی را می طلبد تا با مدت زمان لازم برای شارژ یا تخلیه خازن در درصد معینی از حداکثر مقدار آن انجام شود. زمان ثابت آن (τ).
اگر یک مقاومت به صورت سری وصل شود با خازنی که مدار RC را تشکیل می دهد، خازن به تدریج از طریق مقاومت شارژ می شود تا ولتاژ در سراسر آن به ولتاژ منبع تغذیه برسد.زمان لازم برای شارژ کامل خازن معادل تقریباً 5 ثابت زمانی یا 5T است. بنابراین، پاسخ گذرا یا یک مدار RC سری معادل 5 ثابت زمانی است.
این زمان پاسخ گذرا T، از نظر τ = R x C، در چند ثانیه اندازه گیری می شود، جایی که R مقدار مقاومت در اهم و C، مقدار خازن در فاراد است. سپس این پایه و اساس مدار شارژ RC را تشکیل می دهد که 5T نیز می تواند به عنوان “5 x RC” تصور شود.
مدار شارژ RC شکل زیر یک خازن، (C) به صورت سری با یک مقاومت، (R) را تشکیل می دهد که یک مدار شارژ RC است که از طریق یک سوئیچ مکانیکی به یک باتری DC متصل شده است. در زمان صفر، هنگامی که سوئیچ برای اولین بار بسته شده است، خازن به تدریج از طریق مقاومت، شارژ می کند تا ولتاژ موجود در آن به ولتاژ منبع تغذیه باتری برسد. طریقه شارژ خازن در زیر نشان داده شده است.
فرض کنید که خازن C کاملاً “تخلیه” شده و سوئیچ (S) کاملاً باز است. این شرایط اولیه مدار است ، سپس t = 0 ، i = 0 و q = 0. وقتی سوئیچ بسته می شود ، زمان در t = 0 شروع می شود و جریان از طریق مقاومت شروع به جاری شدن می کند. از آنجا که ولتاژ اولیه در خازن صفر است، (Vc = 0) در t = 0 خازن به نظر می رسد یک اتصال کوتاه به مدار خارجی است و حداکثر جریان از طریق مدار محدود می شود که فقط توسط مقاومت R. محدود شده و سپس با استفاده از Kirchhoff قانون ولتاژ (KVL) ، افت ولتاژ در مدار به شرح زیر است:
جریان فعلی که در حال گردش در مدار است، جریان شارژ نام دارد و با استفاده از قانون اهم به این شرح است:
i = Vs / R.
منبع مقالات سایت بارمان اتوماسیون