rc时间常数公式_你知道RC电路和RL电路中时间常数的来源以及和时间的关系吗?...
學過電子通信的朋友都知道RC電路和RL電路都存在時間常數,它是反應電路隨時間衰減,有一個過渡期的時間常數。其中RC電路時間常數:τ=RC,LR電路時間常數:τ=L/R。那為什么叫時間常數呢,他和時間又有什么關系呢?
首先看RC電路:
當AB兩端的直流電源突然斷開時,通過AB的電流瞬間中斷,但電容兩端的電壓不會突變(中斷前后瞬間不變),所以Uc=UR。此刻存儲在C中的能量被釋放到電阻R上,由此形成一個串聯組合。
根據節點處的電流(KCL)情況得:需要用到點微積分
就得到了電容電壓隨時間衰減的關系式,且是按指數形式衰減。
那么電容電壓隨時間衰減的速率是:
所以t=0時,可到初始電壓V0的衰減速率:
初始電壓V0衰減到0需要的時間是:
由此得到RC就是初始電壓V0以恒定的速率衰減到0所需要的時間。這就是為什么叫做時間常數的原因,公式中負號的意思是電壓隨時間在衰減。
當t=τ時:可得到
所以時間常數又可表示為電路衰減到初始值的1/e或36.8%所需的時間。時間常數越小,電壓降低的越快(衰減速度加快),電路的響應就越快,使得電路迅速達到穩定的狀態。
那么除了計算時間常數外還可以用儀器來測定時間常數,原理如下:
首先對衰減指數求導:
得到初始斜率-1/τ, τ恰好是切線與時間軸相交于t=τ的點,如下圖。
以上就是對RC線路中時間常數的全部解釋,RL電路中的時間常數和RC線路分析原理類似,有興趣的朋友可以自己試著推導下。
總結
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