一阶rc电路的时间常数,一阶响应时间常数-百科-

一阶rc电路的时间常数,一阶响应时间常数

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大家好,感谢邀请,今天来为大家分享一下一阶rc电路的时间常数的问题,以及和一阶响应时间常数的一些困惑,大家要是还不太明白的话,也没有关系,因为接下来将为大家分享,希望可以帮助到大家,解决大家的问题,下面就开始吧!

本文目录

  1. 如何用示波器测出一阶电路的时间常数
  2. 一阶电路全响应的通用表达式求解!
  3. 一阶rc电路时间常数是什么其电路的过度过程有什么影响
  4. 一阶电路三要素是哪三要素
  5. rc电路的时间常数的符号怎么读
  6. rc一阶电路的过渡过程中方波为什么会变为三角波
  7. Rc一阶电路的响应测试,计算时间常数

一、如何用示波器测出一阶电路的时间常数

两个通道分别选择端口电压和电阻两端电压信号(代替电流信号),在示波器中耦合方式中选择X-Y模式,仔细调解后就出现了指数曲线,将画面暂停,利用光标功能中的 *** 功能任意选择一点,记录该点的电压u和时间值t1,然后移到另一点,记录电压值u2时间值t2。

假设有电源Vu通过电阻R给电容C充电,V0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= 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)]

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 *** 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”。

二、一阶电路全响应的通用表达式求解!

一阶电路全响应的通用表达式为:

其中,f(∞)称为稳态值,f(0+)为初始值,τ为电路的时间常数,这三个要素合称为“三要素”。

1、初始值计算:也就是t=0+时的电路参数值。

首先计算出t=0-稳态时,电容电压或者电感电流的稳态值,此时电容相当于开路、电感相当于短路。

再根据电容电压不会突变、电感电流不会突变的原理,uc(0+)=uc(0-)或者iL(0+)=iL(0-)。得到电容电压或者电感电流初始值。

其次,将电容看做电压为uc(0+)的电压源,或者将电感看做电流为iL(0+)的电流源,再计算所要求的参数的初始值f(0+)。

2、稳态值f(∞)。电路换路后,在新的电路结构下,将电容看做开路,或者电感看做短路,画出电路图可以计算出所求参数的稳态值f(∞)。

3、将电路内部电源置零(电压源短路、电流源开路),然后从电容(或电感)两端看进去,求出戴维南等效电阻R0。如果电路中含有受控源,需要使用加压求流法。

对于电容电路:τ=RC,单位为1(秒s)=1(欧姆Ω×法拉F);

电感电路:τ=L/R,单位为:1s=1亨利H/欧姆Ω。

三、一阶rc电路时间常数是什么其电路的过度过程有什么影响

一阶电路是指一般指一阶RC电路。

过度过程一般用上升时间tr表示。

电路由一种稳态过渡到另一种稳态所经历的过程称过渡过程,也叫“暂态”。含有动态元件的电路在发生“换路”时一般存在过渡过程,比如电容器的充电过程。

把电源置零,本题中把电压源短路后,则R1与R2并联,C1与C2并联。时间常数τ=RC,其中R为R1‖R2,C=C1‖C2,所以τ=[R1R2/(R1+R2)]×(C1+C2)。

由于有电容存在不能流过直流电流,电阻和电容都对电流存在阻碍作用,其总阻抗由电阻和容抗确定,总阻抗随频率变化而变化。RC串联有一个转折频率: f0=1/2πR1C1当输入信号频率大于 f0时,整个 RC串联电路总的阻抗基本不变了,其大小等于 R1。

一阶rc电路的时间常数,一阶响应时间常数-第1张图片-

RC并联电路既可通过直流又可通过交流信号。

和 RC串联电路有着同样的转折频率:f0=1/2πR1C1。

当输入信号频率小于f0时,信号相对电路为直流,电路的总阻抗等于 R1;当输入信号频率大于f0时 C1的容抗相对很小,总阻抗为电阻阻值并上电容容抗。当频率高到一定程度后总阻抗为 0。

四、一阶电路三要素是哪三要素

1、全响应的三要素公式是:u1-u2*e^(-t/rc),u1稳定状态t趋向无穷,u1-u2初始状态t=0,rc时间常数。

2、在一个电路简化后(如电阻的串并联,电容的串并联,电感的串并联化为一个元件),只含有一个电容或电感元件(电阻无所谓)的电路叫一阶电路。主要是因为这样的电路的Laplace等效方程中是一个一阶的方程。

3、解释一阶电路三要素法中的三要素,一个是换路后瞬间的初始值,以a表示,第二个是换路后的终了之,即时间趋近于无穷大时的值,以b表示,第三个是时间常数,以c表示,则动态值为:b+(a-b)e^(t/c)。

4、三要素法其实适用于任何情况的。只要将各种情况的三要素分析清楚,就直接代入公式就可以。经典法则要列写电压的微分方程,还要解微分方程,一般用于微分方程简单的零状态响应。一个是换路后瞬间的初始值,以a表示第二个是换路后的终了之,即时间趋近于无穷大时的值,以b表示第三个是时间常数,以c表示则动态值为b+(a-b)e^(t/c)。

五、rc电路的时间常数的符号怎么读

1、rc电路的时间常数的符号读作拼音“tao”。该符号是用一个希腊字母τ来表示的。

2、rc电路是指一个相移电路(RC电路)或称 RC滤波器、 RC *** ,是一个包含利用电压源、电流源驱使电阻器、电容器运作的电路。最简单的RC电路是由一个电容器和一个电阻器组成的,称为一阶RC电路,其时间常数为τ=1/(2π√RC)。

六、rc一阶电路的过渡过程中方波为什么会变为三角波

1、RC串联电路输入方波、从电容输出电压时,在方波的高电平时,电容被充电,电容电压按照指数规律增加;在方波的低电平时,电容按照指数规律放电,对应的波形如下:

2、电容的充放电曲线是按照指数规律变化的,接近于三角形。在电路的时间常数τ=RC比较小时,那么电容的充放电速度会比较快,指数规律的变化会更接近于三角形。所以适当选择R、C的值,就可以得到类似三角波形状的电压输出。

七、Rc一阶电路的响应测试,计算时间常数

从图上可看出,方波的高电平期电容已经可以视为完全充满了电,同理低电平期也完全放完了电,因为高电平时间和低电平时间相等;

也就是说电平从低电平开始变为高电平后,对于RC电路就是个零状态响应;

那么经过一个τ时间,电容充电电压 Uc= Us*(1-0.368)= 1.9(V);

如此在曲线图上做Y轴X轴交叉线,得X轴约 3.3小格,而每一个小格为 10uS;

所以τ= RC= 33uS;如果取 R= 10KΩ,那么 C=3300PF;

OK,关于一阶rc电路的时间常数和一阶响应时间常数的内容到此结束了,希望对大家有所帮助。

标签: 常数 时间 响应 电路

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