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电子元件:计算时间常数 - 虚拟

视频: 高中 陳政旭 基本電學 Unit6 2 電感器 1080 2025

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Anonim

确切地知道为电容器充电需要多少时间是正确使用电容器的关键之一在你的电子电路中,你可以通过计算RC时间常数来获得这些信息。

当您在电容器上施加电压时,电容器需要一点时间才能完全充电。在此期间,电流流过电容器。类似的,当你通过放置一个负载来放电电容器时,电容器需要一点时间才能完全放电。

<! - 1 - >

电容器充电时,电流从电压源流经电容器。在大多数电路中,电阻也与电容串联。一个电容充电电路。

电容器通过电阻器充电的速率称为

RC时间常数 ( RC 代表 电阻器 - 电容器 ),可以是简单地通过以欧姆为单位的电阻乘以以法拉为单位的电容来计算。这是公式: <! T = R C

例如,假设电阻为10kΩ,电容为100μF。在进行乘法之前,必须先将μF转换为法拉。由于1μF是法拉的一百万分之一,所以可以通过将μF除以一百万来将μF转换为法拉。因此,100μF相当于0. 0001 F。将10kΩ乘以0.0001 F,给出1秒的时间常数。

<!注意,如果你想增加RC时间常数,你可以增加电阻或者电容,或者两者都增加。另外请注意,您可以使用无数个电阻和电容值组合来达到所需的RC时间常数。例如,以下所有电阻和电容组合都会产生1秒的时间常数:

电阻

电容

RC时间常数

1kÙ 1,000ìF 1 s
10 k 100℉ 1 s
100 k 10℉ 1 s
1 M 1℉ 1 s
在RC时间常数的每个区间内,电容器移动63.2%接近完全充电。例如,在第一次间隔之后,电容器电压等于电池电压的63.2%。所以如果电池电压是9V,那么在第一个时间间隔之后,电容器电压刚好低于6V,远离完全充电只有3V以上。 在第二个时间间隔内,电容器的电池电压不是整个电池电压9 V的63.2%,而是起动电荷(刚刚低于6 V)与电池电压的差值的63.2%电池电压(9 V)。因此,电容器的电荷量会增加两个额外的电压,使其达到大约8V。 这个过程不断重复:在每个时间间隔内,电容器的起始电压和起始电压之间的差值为63.2%总电压。从理论上讲,电容器将永远不会完全充电,因为随着每个RC时间常数的通过,电容器仅提取剩余可用电荷的百分比。但在短短的几个时间内,容量变得非常接近完全充电。

以下给出了一个有用的近似值,说明电容器在前五个时间常数后达到的电荷百分比。对于所有的实际用途,你可以考虑在五个时间常数已经过去之后电容器完全充电。

RC时间常数间隔

总费用的百分比

1

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63。 2% 2
86。 5% 3
95。 0% 4
98。 2% 5
99。 3%