วงจร R-C กระแสตรง
1. ขณะอัดประจุ
เมื่อนำตัวต้านทาน R และตัวเก็บประจุ C มาต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง ดังรูปที่ 1 โดยเมื่อเริ่มต้นตัวเก็บประจุ C ไม่มีประจุสะสมอยู่เลย (\(q = 0\)) การกดสวิทช์ S จะทำให้กระแสไฟฟ้าไหล และเกิดการอัดประจุ (charge) เข้าที่ตัวเก็บประจุ C โดยประจุที่สะสมที่ตัว C จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ดังแสดงในรูปที่ 2 ตามสมการ \(q(t) = Q_\textrm{max}(1 - e^{-t/RC})\)
ความต่างศักย์ (\(v\)) ตกคร่อมตัวเก็บประจุก็จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในลักษณะเดียวกันกับ \(q(t)\) ดังแสดงในรูปที่ 3(a) โดยความต่างศักย์ตกคร่อมตัว C ที่เวลา \(t\) ใดๆ สามารถเขียนได้เป็น \(v(t) = V_\textrm{max}(1 - e^{-t/RC})\) ในขณะที่ กระแสไฟฟ้า (\(i\)) ที่ไหลผ่านตัวเก็บประจุนั้นจะลดลงเรื่อยๆ จากเมื่อเริ่มต้นมีค่าสูงสุดเท่ากับ \(I = \frac{E}{R}\) โดยค่ากระแสไฟฟ้าที่ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป คือ \(i(t) = Ie^{-t/RC}\) และแสดงเป็นกราฟความสัมพันธ์ระหว่างค่ากระแส (\(i\)) และเวลา \(t\) ดังรูปที่ 3(b)
สาเหตุที่กระแสไฟฟ้าลดลงก็คือ ประจุไฟฟ้าที่เข้าไฟฟ้าสะสมบนตัวเก็บประจุสร้างสนามไฟฟ้าขึ้นมา และจะออกแรงผลักประจุไฟฟ้าที่จะถูกส่งเข้าไปเพิ่ม ความเข้มของสนามไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามปริมาณ ประจุไฟฟ้าที่ถูกอัดเข้าไป จนในที่สุดสนามไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายก็ไม่สามารถผลักประจุให้เข้าไปเก็บที่ตัวเก็บประจุได้อีก เนื่องจากแรงผลักประจุไฟฟ้าโดยสนามของแหล่งจ่ายมีขนาดเท่ากันกับแรงผลักประจุไฟฟ้าโดยสนามของกลุ่มประจุไฟฟ้าที่สะสมอยู่ก่อนแล้ว ด้วยเหตุนี้ เมื่อจำนวนประจุไฟฟ้า \(Q\) ที่ถูกอัดเข้าไปลดจำนวนลง อัตราการไหลเข้าของประจุไฟฟ้าซึ่งก็คือกระแสไฟฟ้าจึงมีค่าลดลง ดังความสัมพันธ์ \(I = \frac{\Delta Q}{\Delta t}\) แต่ถ้าหากเพิ่มความต่างศักย์ไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟก็จะสามารถอัดประจุได้เพิ่มขึ้น
2. ขณะคายประจุ
เมื่ออัดประจุเต็มแล้ว จากนั้นปล่อยสวิทช์ S (ดูรูปที่ 1) จะทำให้ประจุไฟฟ้าที่สะสมอยู่ไหลผ่านตัวต้านทาน R ประจุไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุจะลดลงตามสมการ \(q(t) = Q_\textrm{max}e^{-t/RC}\) โดยแสดงเป็นกราฟดังรูปที่ 4(a)
สำหรับความต่างศักย์ตกคร่อมตัวเก็บประจุและกระแสไฟฟ้าที่ไหลก็จะลดลงในทำนองเดียวกัน ดังแสดงในรูปที่ 4(b) และ 4(c) โดยความสัมพันธ์ของปริมาณทั้งสองกับเวลา \(t\) คือ \(v(t) = V_\textrm{max}e^{-t/RC}\) และ \(i(t) = Ie^{-t/RC}\)
3. ค่าคงตัวเวลาของวงจร R-C
ในวงจร R-C ค่าคงตัวเวลา (\(\tau\)) ของวงจร หาได้จาก
\[\tau = RC\]โดยมีหน่วยเป็นวินาที ค่า \(\tau\) แสดงให้เห็นว่า การอัดประจุจนเต็มหรือคายประจุจนหมดของตัวเก็บประจุในวงจรเกิดขึ้นช้าหรือเร็วเพียงใด ตัวอย่างเช่น เมื่อตัวเก็บประจุขนาด \(1000\ \mu\textrm{F}\) คายประจุผ่านตัวต้านทานขนาด \(200\ \textrm{k}\Omega\) โดยค่าคงตัวเวลาสำหรับวงจรคือ \(\tau = (1000 \times 10^{-6})(200 \times 10^3) = 200\) วินาที เมื่อจับเวลาจากที่เริ่มคายประจุ (\(t=0\)) พอเวลาผ่านไป \(200\) วินาที (\(t = \tau = 200\)) ประจุไฟฟ้าในตัวเก็บประจุจะเหลือเพียง \(37\ \%\) ของค่าสูงสุด (\(q = 0.37Q_\textrm{max}\))