概述
参考:http://blog.csdn.net/ge23456789/article/details/7781805
电容的充电公式:
Vt=V0+(Vu–V0)*[1–exp(-t/RC)]
如果电容上的初始电压为0,则公式可以简化为:
Vt=Vu*[1–exp(-t/RC)]
V0 为电容上的初始电压值;
Vu 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。
当t=RC时,Vt =0.63Vu;
当t=2RC时,Vt = 0.86Vu;
当t=3RC时,Vt =0.95Vu;
当t=4RC时,Vt =0.98Vu;
当t=5RC时,Vt =0.99Vu;可见,经过3~5个RC后,充电过程基本结束。
电容的放电公式:
Vt=Vu * exp(-t/RC)
对于简单的串联电路,时间常数就等于电阻R和电容C的乘积,但是,在实际电路中,时间常数RC并不那么容易算,例如下图(a)。
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
对于电路时间常数RC的计算,可以归纳为以下几点:
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。
最后
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