Elektronische Bauelemente: Berechnen Zeitkonstanten

Genau zu wissen, wie viel Zeit es ist, einen Kondensator aufzuladen nimmt einer der Schlüssel zu den Kondensatoren richtig in Ihren elektronischen Schaltungen verwenden, und Sie können diese Informationen erhalten, indem Sie die RC-Zeitkonstante zu berechnen.

Wenn Sie eine Spannung an einem Kondensator setzen, dauert es ein wenig Zeit für den Kondensator vollständig aufgeladen. Während dieser Zeit fließt Strom durch den Kondensator. In ähnlicher Weise, wenn Sie einen Kondensator entladen, indem eine Last auf sie setzen, dauert es ein wenig Zeit für den Kondensator vollständig entladen.

Wenn ein Kondensator aufgeladen wird, fließt ein Strom von einer Spannungsquelle durch den Kondensator. In den meisten Schaltungen, arbeitet ein Widerstand in Reihe mit dem Kondensator als auch.

Die Rate, mit der der Kondensator Ladungen über einen Widerstand bezeichnet wird das RC-Zeitkonstante (das RC steht für Widerstands-Kondensator), Die einfach durch die Multiplikation der Widerstand in Ohm durch die Kapazität in Farad berechnet werden kann. Hier ist die Formel:

T = R C

Angenommen, ist der Widerstand 10 k # 937- und die Kapazität 100 # 956-F. Bevor Sie die Multiplikation zu tun, müssen Sie zuerst die konvertieren # 956-F zu Farad. da ein # 956-F ist ein Millionstel eines Farad, können Sie konvertieren # 956-F zu Farad durch die Teilungs # 956-F um eine Million. Daher 100 # 956-F entspricht 0,0001 F. Multiplying 10 k # 937- von 0,0001 F gibt Ihnen eine Zeitkonstante von 1 Sekunde.

Beachten Sie, dass, wenn Sie die RC-Zeitkonstante zu erhöhen möchten, können Sie entweder den Widerstand oder die Kapazität zu erhöhen, oder beides. Beachten Sie auch, dass man eine unendliche Anzahl von Kombinationen von Widerstands- und Kapazitätswerte verwenden, um eine gewünschte RC-Zeitkonstante zu erreichen. Beispielsweise können alle die folgenden Kombinationen von Widerstand und Kapazität einer Zeitkonstante von einer Sekunde ergeben:

Es stellt sich heraus, daß in jedem Intervall der RC-Zeitkonstante, der Kondensator 63.2% näher zu einer vollen Ladung bewegt. Zum Beispiel wird nach dem ersten Intervall entspricht die Kondensatorspannung 63,2% der Batteriespannung. Also, wenn die Batteriespannung 9 V ist, ist die Kondensatorspannung knapp 6 V nach dem ersten Intervall, es etwas mehr als 3 V weg vom Verlassen vollständig aufgeladen werden.

In dem zweiten Zeitintervall, nimmt der Kondensator bis 63,2%, nicht der volle 9 V der Batteriespannung, aber 63,2% der von der Differenz zwischen der Ausgangsladung (knapp unter 6 V) und der Batteriespannung (9 V). Somit nimmt die Kondensatorladung knapp über zwei zusätzliche Volt auf, es bis zu etwa 8 V. bringen

Dieser Prozess hält wiederholen: In jedem Zeitintervall, nimmt der Kondensator 63,2% der Differenz zwischen seiner Ausgangsspannung und der Gesamtspannung auf. In der Theorie wird der Kondensator nie vollständig, da im Laufe der jeder RC-Zeitkonstante aufgeladen werden der Kondensator nur einen Prozentsatz der verbleibenden verfügbaren Ladung aufnimmt. Aber innerhalb von wenigen Zeitkonstanten, wird die Kapazität in unmittelbarer Nähe voll aufgeladen.

Im Folgenden finden Sie eine hilfreiche Annäherung der Prozentsatz der Ladung, daß ein Kondensator nach den ersten fünf Zeitkonstanten erreicht. Für alle praktischen Zwecke, können Sie haben der Kondensator vollständig geladen nach fünf Zeitkonstanten vergangen betrachten.