相關(guān)知識:
電路:
時間常數(shù):(是指物理量從最大值衰減到1/e所需要的時間)
\tau = RC
對于充電:時間常數(shù)是電容器電壓 Uc從0增加到63.2% 所需要的時間。
對于放電:時間常數(shù)是電容器電壓 Uc從Us減少到36.8% 所需要的時間。
電容充放電一般3 - 5個時間常數(shù)可以充滿電
- 假設(shè)有電源Us通過電阻R給電容C充電,U0為電容上的初始電壓值,U1為電容充滿電后的電壓值,Ut為任意時刻(t時)電容上的電壓值,那么可以得到以下公式
Ut = U0 + (Us - U0) * (1 - e^-\frac t\tau)
- 如果電容初始電壓值為0則公式為
Ut = Us * (1 - e^-\frac t\tau)
- 因為指數(shù)值只可能無限接近于0,但永遠(yuǎn)不會等于0,所以電容電量要完全充滿,需要無窮大的時間。 當(dāng)t = RC時,Vt = 0.63Vu;
當(dāng)t = 2RC時,Vt = 0.86Vu;
當(dāng)t = 3RC時,Vt = 0.95Vu;
當(dāng)t = 4RC時,Vt = 0.98Vu;
當(dāng)t = 5RC時,Vt = 0.99Vu;
經(jīng)過3~5個RC后,充電過程基本結(jié)束。
RC電路知識補充:
RC動態(tài)電路:
零輸入響應(yīng):換路前電容已充電,即Uc(0+)= Uc(0-)= U0,換路后,電容電壓從U0開始逐漸減少,一直下降到0,動態(tài)過程結(jié)束。
Ut = U0 * e^-\frac t {\tau}
零狀態(tài)響應(yīng):換路前電容狀態(tài)為0,換路后,電容電壓從0開始逐漸增加,直到Ut = Us,動態(tài)過程結(jié)束
Ut = Us(1 - e^-\frac t \tau)
全響應(yīng):換路前電容電壓Uc(0-) = U0,換路后,Uc(0+)= Uc(0-) = U0,t趨向于無窮時,電路達(dá)到新的穩(wěn)態(tài),Uc(無窮)= Us。
Ut = U0 * e^-\frac t {\tau} + Us(1 - e^-\frac t \tau)
RC電路的三要素:初值Uc(0+) 、穩(wěn)態(tài)值Uc(無窮)、時間常數(shù)
仿真:
1.使用元器件:電阻(RES),電容(CAP),撥碼開關(guān)(DIPSW),
2.電路圖:
3.示波器現(xiàn)象:(黃色為電源波形,藍(lán)色為電容充電波形)
所用信號頻率50hz,的交流脈沖信號,一個周期的時間為0.02s
充滿電3-5個時間常數(shù)(回顧)
- R1和C1導(dǎo)通時,時間常數(shù)為0.00001s,所以幾乎可以說是瞬間充滿,波形完全重疊
- R1和C2導(dǎo)通,時間常數(shù)為0.01s,所以一個周期下來根本充不滿
文章來源:http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-489229.html
- R3和C3導(dǎo)通,時間常數(shù)為0.002s,5個時間常數(shù)后,一個周期剛好充滿
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-489229.html
到了這里,關(guān)于電路筆記(一)——RC充放電的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容,請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)!