Расчет времени заряда / разряда конденсатора с использованием постоянной RC

Попробуйте наш инструмент устранения неполадок





Периоды заряда и разряда конденсатора обычно рассчитываются через постоянную RC, называемую тау, выраженную как произведение R и C, где C - емкость, а R - параметр сопротивления, который может быть включен последовательно или параллельно конденсатору C. Это может быть выражается, как показано ниже:

τ = R C



Постоянная тау RC может быть определена как период, необходимый для зарядки данного конденсатора через соответствующий последовательный резистор, с разницей примерно в 63,2% между его начальным уровнем заряда и конечным уровнем заряда.

И наоборот, выраженная выше постоянная RC может быть определена как период, необходимый для разрядки того же конденсатора через параллельный резистор, пока не останется 36,8% уровня заряда.



Причиной установки этих пределов является чрезвычайно медленная реакция конденсатора за пределами этих пределов, что вызывает процессы зарядки или разрядки требуется почти бесконечное количество времени для достижения соответствующих уровней полной зарядки или полной разрядки, и поэтому игнорируется в формуле.

Значение тау выводится из математической константы является , или же

1-е ^ {{- 1}} 1-е ^ {{- 1}},

и, чтобы быть более точным, это может быть выражено как напряжение, необходимое для зарядки конденсатора, относительно параметра «время», как указано ниже:

Зарядка

V (t) = V0 (1 - e ^ −t / τ)

Разрядка

V (t) = V0 (e ^ −t / τ)

Частота среза

Постоянная времени

τ

ваш ваштакже обычно ассоциируется с альтернативным параметром, частотой среза ж c, и может быть выражено формулой:

τ = R C = 1/2 π f c

перестановка вышеуказанного дает :, f c = 1/2 π R C = 1/2 π τ

где сопротивление в омах и емкость в фарадах дают постоянную времени в секундах или частоту в Гц.

Вышеупомянутые выражения можно дополнительно понять с помощью коротких условных уравнений, например:

ж c в Гц = 159155 / τ в мксτ в мкс = 159155 / ж c в Гц

Ниже представлены другие аналогичные полезные уравнения, которые можно использовать. для оценки типичное поведение постоянной RC:
время нарастания (от 20% до 80%)

t r ≈ 1,4 τ ≈ 0,22 / f c

время нарастания (от 10% до 90%)

t r ≈ 2,2 τ ≈ 0,35 / f c

В некоторых сложных схемах, которые могут сопровождать более одного резистора и / или конденсатора, подход постоянной времени холостого хода предлагает способ получения частоты среза путем анализа и вычисления суммы многих связанных постоянных времени RC.




Предыдущая статья: Как работают шаговые двигатели Следующая статья: Схема регулятора оборотов для дизельных генераторов