Wykres pokazuje prąd i(t) po zamknięciu przełącznika w chwili t=0. Kluczowe są dwie informacje z rysunku: wartość początkowa prądu oraz jego zachowanie w czasie.
1) Warunek początkowy: na wykresie w chwili t=0 prąd ma wartość U/R. Oznacza to, że tuż po zamknięciu obwodu jedynym elementem ograniczającym prąd jest rezystor R, a element w miejscu znaku zapytania zachowuje się chwilowo jak zwarcie (spadek napięcia na nim jest początkowo równy 0).
2) Stan ustalony: krzywa opada wykładniczo i dąży do zera. To znaczy, że po pewnym czasie prąd w obwodzie przestaje płynąć, jakby element w gałęzi szeregowej stał się przerwą.
Taki zestaw cech (zwarcie w chwili przełączenia i przerwa w stanie ustalonym dla zasilania stałoprądowego) jest charakterystyczny dla kondensatora w obwodzie szeregowym z rezystorem. Kondensator początkowo jest nienaładowany, więc napięcie na nim wynosi 0, a prąd ogranicza rezystor: i(0)=U/R. W miarę ładowania napięcie na kondensatorze rośnie, prąd maleje wykładniczo, aż w stanie ustalonym (po naładowaniu) prąd spada do 0.
Dlaczego pozostałe elementy nie pasują?
- Cewka w chwili t=0 "przeciwdziała" zmianie prądu, więc w typowym modelu początkowo zachowuje się jak przerwa (prąd startuje od 0), a dopiero potem rośnie do wartości ustalonej, co daje przebieg odwrotny do pokazanego.
- Dioda Zenera oraz elementy nieliniowe nie dają same z siebie typowego, gładkiego zaniku wykładniczego od U/R do 0 w prostym szeregowym układzie z R; oczekiwalibyśmy progu przewodzenia, stabilizacji lub innych nieliniowości.
- Element regulowany/źródłowy (oznaczony tu symbolem "P") nie jest konieczny do uzyskania klasycznej odpowiedzi wykładniczej; wykres i warunki brzegowe wskazują na element magazynujący energię, a nie na element sterujący.
Wniosek: elementem w miejscu wskazanym strzałką jest kondensator.
