528 RC 电路与电容能量

电路框架回顾

电池电动势 ε 在最上方水平支路上依次经过电阻 R 与 2R。
内侧竖直支路是电容 C,右侧竖直支路是电容 4C。
开关位于 R 与 2R 之间的节点 P,可拨到 X(与左侧导线相接)或 Y(与竖直电容 C 的顶端相接)。

A(i) 写出 4C 电容板上电荷 q(t) 的微分方程(不必求解)

闭合到 X 时,回路列式:

ε - iR - i(2R) - q / (4C) = 0

又 i = dq/dt,整理得:

3R · dq/dt + q / (4C) = ε

A(ii) 求 q(t)

写成:

dq/dt + q / (12RC) = ε / (3R)