在RC串聯電路中時間常數受到哪些引數影響

2021-03-04 06:00:26 字數 5585 閱讀 9593

1樓:匿名使用者

時間常數只受電容的容量大小c和充放電電阻的大小r的影響。

時間常數等於rc的乘積,這兩個引數越大,時間越長。

求時間常數時,把電容以外的電路視為有源二端網路,將電源置零,然後求出有源二端網路的等效電阻即為r在rl電路中,il總是由初始值il(0)按指數規律單調的衰減到零,其時間常數 τ =l/r。

rc電路中的時間常數

2樓:匿名使用者

1).rc電路

過渡過程產生的原因

圖1簡單rc電路如圖1所示,外加電壓源為us,初始時開關k開啟,電容c上無電壓,即uc(0-)=0v。

當開關k閉合時,us加在rc電路上,由於電容電壓不能突變,此時電容電壓仍為0v,即uc(0+)=0v。

由於us現已加在rc組成的閉合回路上,則會產生向電容充電的電流i,直至電容電壓uc=us時為止。

根據迴路電壓方程,可寫出

解該微分方程可得

其中τ=rc。

根據迴路電壓的分析可知,uc將按指數規律逐漸公升高,並趨於us值,最後達到電路的穩定狀態,充電波形圖2所示。

圖22).時間常數的概念及換路定律:

從以上過程形成的電路過渡過程可見,過渡過程的長短,取決於r和c的數值大小。一般將rc的乘積稱為時間常數,用τ表示,即

τ=rc

時間常數越大,電路達到穩態的時間越長,過渡過程也越長。

不難看出,rc電路uc(t)的過渡過程與電容電壓的三個特徵值有關,即初始值uc(0+)、穩態值uc(∞)和時間常數τ。只要這三個數值確定,過渡過程就基本確定。

電路狀態發生變化時,電路中的電容電壓不能突變,電感上的電流不能突變。將上述關係用表示式寫出,即:

一般將上式稱作換路定律。利用換路定律很容易確定電容上的初始電壓

微分電路

電路結構如圖w-1,微分電路可把矩形波轉換為尖脈衝波,此電路的輸出波形只反映輸入波形的突變部微分電路分,即只有輸入波形發生突變的瞬間才有輸出。而對恆定部分則沒有輸出。輸出的尖脈衝波形的寬度與r*c有關(即電路的時間常數),r*c越小,尖脈衝波形越尖,反之則寬。

此電路的r*c必須遠遠少於輸入波形的寬度,否則就失去了波形變換的作用,變為一般的rc耦合電路了,一般r*c少於或等於輸入波形寬度的微分電路1/10就可以了。微分電路使輸出電壓與輸入電壓的時間變化率成比例的電路。微分電路主要用於脈衝電路、模擬計算機和測量儀器中。

最簡單的微分電路由電容器c和電阻器r組成(圖1a)。若輸入 ui(t)是乙個理想的方波(圖1b),則理想的微分電路輸出 u0(t)是圖1c的δ函式波:在t=0和t=t 時(相當於方波的前沿和後沿時刻), ui(t)的導數分別為正無窮大和負無窮大;在0<t<t 時間內,其導數等於零。

微分電路 微分電路的工作過程是:如rc的乘積,即時間常數很小,在t=0+即方波跳變時,電容器c 被迅速充電,其端電壓,輸出電壓與輸入電壓的時間導數成比例關係。 實用微分電路的輸出波形和理想微分電路的不同。

即使輸入是理想的方波,在方波正跳變時,其輸出電壓幅度不可能是無窮大,也不會超過輸入方波電壓幅度e。在0<t<t 的時間內,也不完全等於零,而是如圖1d的窄脈衝波形那樣,其幅度隨時間t的增加逐漸減到零。同理,在輸入方波的後沿附近,輸出u0(t)是乙個負的窄脈衝。

這種rc微分電路的輸出電壓近似地反映輸入方波前後沿的時間變化率,常用來提取蘊含在脈衝前沿和後沿中的資訊。 實際的微分電路也可用電阻器r和電感器l來構成(圖2)。有時也可用 rc和運算放大器構成較複雜的微分電路,但實際應用很少。

積分電路目錄[隱藏]

簡介電路型式

引數選擇

更多相關

[編輯本段]簡介

標準的反相積分電路積分電路主要用於波形變換、放大電路失調電壓的消除及反饋控制中的積分補償等場合。

[編輯本段]電路型式

圖①是反相輸入型積分電路,其輸出電壓是將輸入電圖①②③壓對時間的積分值除以時間所得的商,即vout=-1/c1r1∫vin dt,由於受運放開環增益的限制,其頻率特性為從低頻到高頻的-20db/dec傾斜直線,故希望對高頻率訊號積分時要選擇工作頻率相應高的運放。 圖②是差動輸入型積分電路,將兩個輸入端訊號之差對時間積分。其輸出電壓vout=1/c1r1∫(vin2-vin1)dt;若將圖②的e1端接地,就變成同相輸入型積分電路。

它們的頻率特性與圖1電路相同。

[編輯本段]引數選擇

主要是確定積分時間c1r1的值,或者說是確定閉環增益線與0db線交點的頻率f0(零交叉點頻率),見圖③。當時間常數較大,如超過10ms時,電容c1的值就會達到數微法,由於微法級的標稱值電容選擇麵較窄,故宜用改變電阻r1的方法來調整時間常數。但如所需時間常數較小時,就應選擇r1為數千歐~數十千歐,再往小的方向選擇c1的值來調整時間常數。

因為r1的值如果太小,容易受到前級訊號源輸出阻抗的影響。 根據以上的理由,圖①和圖②積分電路的引數如下:積分時間常數0.2s(零交叉頻率0.8hz),輸入阻抗200kω,輸出阻抗小於1ω。

[1]

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積分電路電路結構如圖j-1,積分電路可將矩形脈衝波轉換為鋸齒波或三角波,還可將鋸齒波轉換為拋物波。電路原理很簡單,都是基於電容的衝放電原理,這裡就不詳細說了,這裡要提的是電路的時間常數r*c,構成積分電路的條件是電路的時間常數必須要大於或等於10倍於輸入波形的寬度。輸出訊號與輸入訊號的積分成正比的電路,稱為積分電路。

原理:從圖得,uo=uc=(1/c)∫icdt,因ui=ur+uo,當t=to時,uc=oo.隨後c充電,由於rc≥tk,充電很慢,所以認為ui=ur=ric,即ic=ui/r,故 uo=(1/c)∫icdt=(1/rc)∫uidt 這就是輸出uo正比於輸入ui的積分(∫uidt) rc電路的積分條件:

rc≥tk

3樓:月下獨酌

τ決定了充放電的時間 肯定有影響啊 你可以自己用**軟體試一下啊

併聯或串聯rc電路的時間常數計算有什麼不同或規律

4樓:雪v歌

rc的時間常數:表示過渡反應的時間過程的常數。在電阻、電容的電路中,它是電阻和電容的乘積。

若c的單位是μf(微法),r的單位是mω(兆歐),時間常數的單位就是秒。在這樣的電路中當恆定電流i流過時,電容的端電壓達到最大值(等於ir)的1-1/e時即約0.63倍所需要的時間即是時間常數 ,而在電路斷開時,時間常數是電容的端電壓達到最大值的1/e,即約0.

37倍時所需要的時間。

rlc暫態電路時間常數是在rc電路中,電容電壓uc總是由初始值uc(0)按指數規律單調的衰減到零,其時間常數 =rc。

注:求時間常數時,把電容以外的電路視為有源二端網路,將電源置零,然後求出有源二端網路的等效電阻即為r在rl電路中,il總是由初始值il(0)按指數規律單調的衰減到零,其時間常數 =l/r。

rc電路中時間常數反映了暫態過程的快慢,,γ越大,變化為什麼越慢呢?

5樓:匿名使用者

從兩個角度解釋。第一,從數學公式,rc在分母上,rc越大,1/rc越小。暫態過程時間也越長。

第二,從物理過程,串聯的電阻r大,則電容充放電的電流小;電容容量c大,則要充放的電量大。這兩個因素都會影響暫態過程的時間長短。電阻r與電容量c的乘積rc的越大,暫態過程時間也越長。

如何測量rc串聯電路時間常數值

6樓:匿名使用者

可以有兩種方法測量,時域法和頻域法:

1.時域法:根據rc電路的階躍響應特性,對rc電路施加乙個階躍電壓,同時開始計時,測量電容上的電壓,當電容電壓達到輸入電壓的0.

632時,停止計時,計時器的時間就是rc電路的時間常數。

2.頻域法:將rc電路與放大器組成振盪電路,測量振盪頻率,然後由頻率換算出時間常數。振盪電路可以有多種,可找工作頻率高低適合待測時間常數範圍的振盪電路。

7樓:匿名使用者

畫向量圖求解 r l c問題一般畫圖簡單

為什麼時間常數的大小決定了rc電路充放電的快慢

8樓:薔祀

因為時間

常數有乙個公式:時間常數 t=1.4r*c

r*c越大,就是時間常數越大,積分電路充放電就慢。反之積分電路充放電就快。乙個電容(固定電容)越大,充電時間的肯定長。

電阻決定的充電時的初始電流,電阻越小,充電電流就越大,充得就越快。

同時還可以看出電容上電壓衰減的快慢取決於其大小僅取決於電路結構與元件的引數。

當電阻的單位是ω,電容的單位是f時,乘積rc的單位為秒(s),則電容電壓可記為

擴充套件資料

rc電路工作原理:

單相整流電路輸出電壓為脈動直流電壓,含有較大的諧波分量。為降低諧波分量,使輸出電壓更加平穩,需要加濾波電路。

濾除脈動直流電壓中交流分量的電路稱為濾波電路,利用電容器的充放電特性可實現濾波。圖2(b)所示為電容濾波的原理波形圖。當u2 為第乙個正半周時,二極體vd1、vd3導通,電容c被充電。

因二極體導通電阻很小,充電時間常數t=rc小.

電容兩端的電壓能跟隨u2 的上公升而逐漸公升高,在wt=π/2這個時刻,電容電壓達到u2的峰值√2u。

在wt=π/2以後,u開始下降,電容器c通過負載電阻rl放電。由於放電時間常數t=rc很大,電容c通過負載r,緩慢放電,電容器上的電壓基本保持在不變,使u2<uc,四個二極體均處於反向截止狀態√2u負半周時,當u2上公升到|u2|>uc時vd2、vd4導通,電容c又被充電.

電容c如此周而復始進行充放電,負載上便得到近似如圖2(b)所示的鋸齒波的輸出電壓。

電容濾波後,輸出電壓變化更加平滑,諧波分量大大減小,輸出電壓平均值得到提高。

9樓:匿名使用者

因為時間常數 t=1.4r*c。

根據公式可知,當r*c越大,時間常數越大,積分電路充放電就慢。反之,當r*c越小,時間常數越小,積分電路充放電就快。

乙個電容(固定電容)越大,充電時間的肯定長。電阻決定的充電時的初始電流,電阻越小,充電電流就越大,充得就越快。

同時還可以看出電容上電壓衰減的快慢取決於其大小僅取決於電路結構與元件的引數。

擴充套件資料

rc電路可以分為三類:

1、rc 串聯電路

電路的特點:由於有電容存在不能流過直流電流,電阻和電容都對電流存在阻礙作用,其總阻抗由電阻和容抗確定,總阻抗隨頻率變化而變化。rc 串聯有乙個轉折頻率:

f0=1/2πr1c1  當輸入訊號頻率大於 f0 時,整個 rc 串聯電路總的阻抗基本不變了,其大小等於 r1。

2、rc 併聯電路

rc 併聯電路既可通過直流又可通過交流訊號。它的轉折頻率:f0=1/2πr1c1。

當輸入訊號頻率小於f0時,訊號相對電路為直流,電路的總阻抗等於 r1;當輸入訊號頻率大於f0 時 c1 的容抗相對很小,總阻抗為電阻阻值並上電容容抗。當頻率高到一定程度後總阻抗為 0。

3、rc 串併聯電路

rc 串併聯電路存在兩個轉折頻率: f01=1/2πr2c1, f02=1/2πc1*[r1*r2/(r1+r2)。

當訊號頻率低於 f01 時,c1 相當於開路,該電路總阻抗為 r1+r2。

當訊號頻率高於 f02 時,c1 相當於短路,此時電路總阻抗為 r1。

當訊號頻率高於 f01 低於 f02 時,該電路總阻抗在 r1+r2 到r1之間變化。

rc電路的時間常數「濤」(發音)的單位是什麼

在rc電路中,電容電壓uc總是由初始值uc 0 按指數規律單調的衰減到零,其時間常數 r c,若c的單位是 f 微法 r的單位是m 兆歐 時間常數 的單位就是秒.時間常數 的單位就是秒.時間常數rc的時間常數 表示過渡反應的時間過程的常數。在電阻 電容的電路中,它是電阻和電容的乘積。若c的單位是 f...

求教時間常數怎麼求?rc怎麼確定r和c?圖中電

按照圖中的標識,如果你要求的是uc1 t 那麼時間常數中的c就是c1的電容。同理知道其他。而時間常數中的r,有時候需要用短路法求 將電容短路,求出短路電流,再通過斷路時的端電壓,根據r u i可求。另外一種方法是外施電源法 將電容拿掉,替換乙個電源,可以是電壓源,也可以是電流源,求出電流,一般是帶假...

同一電路中,電容充放電的時間常數是不是一樣的

在一般的簡單電路裡可能 一樣,但到了實際的電路時,你要分析電容的充電迴路和放電迴路是否一樣,一樣的話,那就不用說了,充電時間常數和放電時間常數相同 若不一樣,充電時間常數等於充電迴路中的rc值,放電時間常數等於放電迴路中的rc值,這種情況經常出現在帶有二極體和三極體的模擬電路中。電容充電時間常數m ...