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1、进入正题前,我们先来回忆下电容的充放电时间计算公式,假设有电源VU通过电阻R给电容C充电,VO为电容上的初始电压值,VU为电容充满电后的电压值,Vt为任意时刻t时电容上的电压值,那么便可以得到如下的计算公式:Vt=VO+(Vu-V0)*1-exp(tRC)如果电容上的初始电压为0,那么公式可以简化为:Vt=Vu*1-exp(-tRC)由上述公式可知,因为指数值只可能无限接近于0,但永远不会等于0,所以电容电量要完全充满,需要无穷大的时间。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,
2、Vt=O.99Vu;可见,经过35个RC后,充电过程根本结束。当电容充满电后,将电源VU短路,电容C会通过R放电,那么任意时刻3电容上的电压为:Vt=Vu*exp(-tRC)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,例如下列图(a)。(a)(b)对于上图(a),如果从充电的角度去计算时间常数会比拟难,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Cl放电,如上图(b)所示,
3、很容易得到其时间常数:t=RC=(RlR2)*C使用同样的方法,可以将下列图(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=Rl*(ClC2)用同样的方法,可以将下列图(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=(R1R3R4)R2)*C11) .如果RC电路中的电源是电压源形式,先把电源“短路”而保存其串联内阻;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存它的并联内阻,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。(a)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,那么切线与横轴的交点就是时间常数RCo