电容充放电速度影响因素(电容的充放电时间是怎么算的)
电容充放电速度影响因素(电容的充放电时间是怎么算的)V0=Vcc/3,V1=Vcc Vt=2*Vcc/3,故又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少?Vt=E × [1-exp(-t/RC)]再如,初始电压为E的电容C通过R放电 V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为:Vt=E × exp(-t/RC)
电容充放电时间计算公式设,V0 为电容上的初始电压值;V1 为电容最终可充到或放到的电压值;Vt 为t时刻电容上的电压值。则:
Vt=V0 (V1-V0)× [1-exp(-t/RC)]
t = RC × Ln[(V1 - V0)/(V1 - Vt)]
例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电 V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为:
Vt=E × [1-exp(-t/RC)]
再如,初始电压为E的电容C通过R放电 V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为:
Vt=E × exp(-t/RC)
又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少?
V0=Vcc/3,V1=Vcc Vt=2*Vcc/3,故
t=RC × Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC × Ln2 =0.693RC
对于上图(a),如果从充电的角度去计算时间常数会比较难,我们不妨换个角度来思考,我们知道,时间常数只与电阻和电容有关,而与电源无关,对于简单的由一个电阻R和一个电容C串联的电路来说,其充电和放电的时间参数是一样的,都是RC,所以,我们可以把上图中的电源短路,使电容C1放电,如上图(b)所示,很容易得到其时间常数:
t = RC = (R1//R2)*C
使用同样的方法,可以将下图(a)电路等效成(b)的放电电路形式,得到电路的时间常数:
t = RC = R1*(C1 C2)
用同样的方法,可以将下图(a)电路等效成(b)的放电电路形式,得到电路的时间常数:
t = RC = ((R1//R3//R4) R2)*C1
1).如果RC电路中的电源是电压源形式,先把电源“短路”而保留其串联内阻;
2).把去掉电源后的电路简化成一个等效电阻R和等效电容C串联的RC放电回路,等效电阻R和等效电容C的乘积就是电路的时间常数;
3).如果电路使用的是电流源形式,应把电流源开路而保留它的并联内阻,再按简化电路的方法求出时间常数;
4).计算时间常数应注意各个参数的单位,当电阻的单位是“欧姆”,电容的单位是“法拉”时,乘得的时间常数单位才是“秒”。
对于在高频工作下的RC电路,由于寄生参数的影响,很难根据电路中各元器件的标称值来计算出时间常数RC,这时,我们可以根据电容的充放电特性来通过曲线方法计算,前面已经介绍过了,电容充电时,经过一个时间常数RC时,电容上的电压等于充电电源电压的0.63倍,放电时,经过一个时间常数RC时,电容上的电压下降到电源电压的0.37倍。
如上图所示,如通过实验的方法绘出电容的充放电曲线,在起点处做一条充放电切线,则切线与横轴的交点就是时间常数RC。
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