RC串并联电路

核心提示电路图如左图,设R1,R2,R3电压为U1,U2,U3,R2并R3电压为U23。t<0?时,Uc(0-)=R2*[E/(R1+R2)],Ic=0A,I1=I2=E/(R1+R2)t>0时,从电容两端断开,戴维宁等效电路如右图,Req=R2*

电路图如左图,设R1,R2,R3电压为U1,U2,U3,R2并R3电压为U23。t<0?时,Uc(0-)=R2*[E/(R1+R2)],Ic=0A,I1=I2=E/(R1+R2)

t>0时,从电容两端断开,戴维宁等效电路如右图,Req=R2*R3/(R2+R3)+R1。Uoc={E/[R3*R2/(R2+R3)]+R1}*R3*R2/(R2+R3)。所以时间常数T=C*Req。t=无穷大时,Uc=Uoc。

电容t>0的电压为Uc(0+)=[Uoc+(Uc(0-)-Uoc)]e^(-t/T);电量Q=Uc(0+)*C。R1上的电流I=(Uoc-Uc(0+))/Req。总电流就是R1上的电流。R2,R3的电流你自己用分流公式算吧,打公式太痛苦了。

电容充电放电时间计算公式:

设V0

为电容上的初始电压值,

Vu

为电容充满终止电压值,Vt

为任意时刻t,电容上的电压值。

则,

Vt=V0+(Vu-V0)*

[1-exp(-t/RC)]

如果,电压为E的电池通过电阻R向初值为0的电容C充电

V0=0,充电极限Vu=E,

故,任意时刻t,电容上的电压为:

Vt=E*[1-exp(-t/RC)]

t=RCLn[E/(E-Vt)]

如果已知某时刻电容上的电压Vt,根据常数可以计算出时间t。

公式涵义:

完全充满,Vt接近E,时间无穷大;

当t=

RC时,电容电压=0.63E;

当t=

2RC时,电容电压=0.86E;

当t=

3RC时,电容电压=0.95E;

当t=

4RC时,电容电压=0.98E;

当t=

5RC时,电容电压=0.99E;

可见,经过3~5个RC后,充电过程基本结束。

放电时间计算:

初始电压为E的电容C通过R放电

V0=E,Vu=0,故电容器放电,任意时刻t,电容上的电压为:

Vt=E*exp(-t/RC)

t=RCLn[E/Vt]

以上exp()表示以e为底的指数;Ln()是e为底的对数。

 
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