Laiko konstanta rc apskaičiavimas. RC-grandinės laiko konstanta apskaičiavimas

Laboratorinis darbas number 23.

RC- grandinės.

Tikslas: mokytis RC - grandinės.

Įranga: modeliavimo sistema Multisim .

ĮVADAS

Stresas(žymėjimas U, kartais E). Įtampa tarp dviejų taškų yra energija (ar darbas) Taip pat vadinamas įtampapotencialo skirtumasarbaelektromobilio jėga(emf). Įtampos matavimo vienetas yra voltas. Paprastai, įtampa yra matuojamas voltų (V) kilovoltus (kV 1 = 10 3), milivoltais (mV 1 = 10 -3) arba mikrovoltų (UV 1 = 10 -6 V).

Dabartinis(simbolis i). Dabartinis yra elektros krūvio judėjimo greitis. Srovės matavimo vienetas yra amperas. Paprastai, srovės matuojamas amperais (A) milliamperes (mA 1 = 10 -3 A) mikroamperų (UA = 1 10 -6 A) nanoamperes (NA = 1 10 -9 A). 1A srovė yra sukurta perkeliant įkrovą 1 pakabą per vieną sekundę. Mes sutiko manyti, kad srovė grandinėje tęsiasi iš taško, turinčio teigiamą potencialą, į tašką su neigiamuoju potencialu, nors elektronas juda priešinga kryptimi.

Įtampa visada matuojama tarp dviejų grandinės taškų, srovė visada tekėja per grandinę arba per tam tikrą grandinės elementą.

Kirchhoffo įstatymai.

Srovių, patenkančių į tašką, suma yra lygi srovių, iš jos tekančių srovių (sumos taupymo) suma. Elektronikoje vadinamas šis grandinės taškasmazgas. Iš šio įstatymo matyti pasekmė: nuoseklios grandinės srovė visais taškais yra ta pati.

Kai elementai yra sujungti lygiagrečiai (1 pav.), Kiekvieno elemento įtampai yra vienodi. Kitaip tariant, įtampos kritimo tarpa ara B ir, matuojamų palei bet kurią grandinę, jungiančią šiuos taškus, suma yra ta pati ir lygi tampa tarp taškų A ir B.

Kartais ši taisyklė suformuluota taip: įtampos sumažėjimas bet kurioje uždaroje grandinės grandinėje yra lygus nuliui.

Pasyvieji elektroniniai komponentai- tai elementai, kurie gali tik susilpninti signalą (rezistorius, kondensatorius, induktyvumas).

Rezistorius. Įtampos kritimas per grandinę yra tiesiogiai proportionalas srovei, tekančiai per grandinę, ir atvirkščiai proportionalas srovės stiprumui:
(Omo įstatymas). Objektai, kuriems įvykdyti Omo statymai, yra rezistoriai. Tačiau Omo įstatyme nėra visų elementų. Pavyzdžiui, srovė, tekanti per neono lempa yra netsinė funkcija taikoma įtampa (ji teigia nulinę vertę kritinės tampos vertę, ir padidėja smarkiai kritinė sielvartas) Tas pats pasakytina apie visą grupę kitų elementų - diodus, tranzistorius, lempas.

Rezistoriai pagaminti iš laidžios medžiagos (grafito, plono metalo arba grafito plėvelės arba laido su mažu laidumu). Atsparumas R matuojamas omis, jei įtampa išreiškiama voltais ir srovė amperose.

Resistorių parametrai:

nominali atsparumo R vertė (Ohm, kOhm, MOhm, mOhm);

priėmimas+ R (%): įprastiniams rezistorams -+ 5%,+ 10% tikslumu -+ 1%,+ 0,01%;

vardinė galia - tai galia, kad rezistorius yra pajėgi išsklaidyti ilgą laiką erdvėje nekeičiant jos savybes (tipiškas Talpa: 0,0625Vt, 0,125Vt).

Rezistorių serijinis ir lygiagretusis jungimas.Remiantis atsparumo apibrėžtimi, daromos tokios išvados:


2 pav. Rezistorių jungtys.

Rezistorių žymėjimas.Vietinė pramonė naudoja šiuos užrašus rezistorių žymėjimui: E - Om, K - KOM, M - MOhm. Pavyzdžiui, uzrašas ant rezistorius 1d8 tai 1,8KOM, K47 - 0,47KOm, 5M6 - 5,6MOm, 4E7 - 4,7Om.

Uzsienio pramonė naudoja spalvų žymes. Rezistorius dažniausiai taikomas 5 spalvotiems žiedams. 1 lentelėje parodytas rezistorių spalvų žymėjimas.

Lentelė №1.Rezistorių spalvų žymėjimas.

Atsparumas

(5 eilutė)

(1 puslapis)

(2 eilutė)

(3 eilutė)

Daugiklis

(4-ioji juosta)

sidabrinis

auksinis

ruda

oranžinė

raudona

Rezistoriaus vardinis varža yra pasirinkta ne savavališkai, o iš standartinės serijos (2 lentelė).

Lentelė Nr. 2

Serijos pavadinimas

Serijos pavadinimas

Kondensatorius įtaisas, turintis du terminalus, turintis objektą, pagal kurią mokestis

Kondensatorius, turintis a talpos C Farads, ą kurią įtampa Uvolt kaupiasi zaryadQkulon ant vienos plokštelės ir -Q- į kitą.

Skiriant Q išraišką mes gauname
. Iš šios išraiškos matyti, kad kondensatorius yra sudėtingesnis elementas nei rezistorius; Srovė yra proportional ne tik įtampa, bet ir įtampos pokyčio greičiui.Jei įtampą per kondensatorių, kurio talpa 1F keičiasi 1 V 1sek, gauname 1A srovę. Ir atvirkščiai, srovės 1A srautas per kondensatorių 1F sukelia 1 V tampos keitimą per 1 sekundę. Pajėgumas, lygus 1F, yra labai didelis, todėl dažniau susiduria su mikrofaradais (μF) arba picofaradais (pF).

Pagrindiniai kondensatoriaus parametrai:

nominalus pajėgumas;

maksimali įtampa yra įtampa, kuri ilgesnį laiką gali būti dedama ant kondensatoriaus ir kuri nekeičia jo savybių.

kondensatoriaus deformacijos+ C (tolerancija)

Nuoseklus ir lygiagretus kondensatorių sujungimas.Kai kurių lygiagrečiai sujungtų kondensatorių talpumas yra lygus jo talpos sumai. Tai lengva suprasti: tada naudokite įtampos lygiagrečiam ryšiui

CU = Q = Q1 + Q2 + Q3 + ... = C1U + C2U + C3U + ... = (C1 + C2 + C3 + ...) u arba C = C1 + C2 + C3 + ....

Dél nuosekliojo kondensatorių jungimo mes turime tą pačią išraišką kaip ir lygiagrečiai rezistorių jungčiai:
.

Konkrečiu atveju du kondensatoriai:
.

Nominali vertė, taip pat rezistorius, yra parenkama iš standartinės serijos (3 lentelė). Standartinis talpos dydis nustatomas pagal formulęC= a * 10 n, n = 0,1,2,3, ... Koeficientų a vertės pateiktos 3 lentelėje.

Lentelė Nr. 3

Serijos pavadinimas

Serijos pavadinimas

RC - Grandinės: įtampos ir srovės pokyčiai. Kintamosios srovės grandinių (arba apskritai grandinių, veikiančių su skirtingomis įtampomis ir srovėmis) analizė gali būti naudojama dviejų tipų charakteristikų. Pirma, galite atsižvelgti į įtampos ir srovės pokyčius laiko atžvilgiu, antra, amplitudės pokytis, kai pasikeičia signalo dažnis. Tiek šios, tiek kitos ypatybės turi savo privalumų, o kiekvienu praktiniu atveju reikia pasirinkti tinkamiausius.

Norėdami atsakyti į klausimą, kokios yra grandinių su kondensatoriais ypatybės, mes laikomės paprasčiausią RC grandinę (3 pav.).


3 pav. RC grandinė. 4 pav. Signalo išleidimo RC-grandinė.

Mes naudojame anksčiau gautos talpos išraišką:. Ši išraiška yra diferencialinė lygtis, kurios sprendimas turi formą
e - t / RC. Iš to iplaukia, kad jei įkraunamas kondensatorius prijungtas ree, jis bus iškrautas, kaip parodyta fig.

Laiko konstanta.Produktas RC vadinamas grandinės laiko konstanta. Jei R matuojamas omis, C yra faraduose, produktas RC bus matuojamas sekundėmis. Dėl kondensatoriaus 1μF talpos, prijungto prie 1 kΩ rezistoriaus, laiko konstanta yra 1ms. Jei kondensatorius buvo iš anksto įkrautas ir jo įtampa yra 1 V, tada, kai yra jungtas rezistorius, grandinėje pasirodo 1 mA srovė.


5 pav. RC grandinė. 6 pav.

5 pav. Parodyta šiek tiek kitokia schema. Tuo metu, kai t = 0, grand prixungta prie akumuliatoriaus. Lygmuo, apibūdinantis tokios sistemos veikimą, yra toks:As= C(dU/ dt) =(Uin -Uout) /Rir turi sprendimąUout =U+Ae- t/ RC. Nuolatinė vertėAnustatomas pagal pradines sąlygas (6 pav.):U=0 net=0 iš kurA=- UinirUout =Uin (1 -e- t/ RC).

Pusiausvyros nustatymas.Numatyta \ u003e \ u003e \ u003e \ u003e RC įtampa pasiekia Uin vertę (penkių taisyklių: už laiką, lygų penkeriems pastoviems laiko momentams, kondensatorius iškraunamas ar imamas 99%). Jei tadae- t/ RC . Pavyzdžiui, jei įvesdami vesite vesties stačiakampį signalą Uin, tada "New" išėjimo signalas bus pateiktas pav.


(viršutiniai signalai), jei ant jo per

rezistorius tiekiamas su kvadratiniu impulsu.

Čia kyla klausimas: koks yra savavališko variacijos statymasUin (t)? Norint atsakyti į jį, turime išspręsti nehomogeninę diferencialinę lygtį. Todėl mes gauname:


Uin e- (t- ) / RCdt.

Remiantis gaunama išraiška, RC grandinė vidutiniškai veda įtampą proportionalumo koeficientue- t/ RC, kur t= - t.

Diferencijuojančios grandinės. Apsvarstykite figūrą pavaizduotą grandinę. Įtampa tarp kondensatoriaus C yraUin -UišeititodėlAs= Cd(Uin -Uout) /dt= Uiš /R.

8 pav. RC-grandinės diferencijavimas.

Jei rezistorius ir kondensatorius pasirenkami taip, kad atsparumas R ir talpa būt pakankamai maži ir būna būdingidUiš /dt

Related news

Laiko konstanta rc apskaičiavimas. RC-grandinės laiko konstanta apskaičiavimas image, picture, imagery


Laiko konstanta rc apskaičiavimas. RC-grandinės laiko konstanta apskaičiavimas 52


Laiko konstanta rc apskaičiavimas. RC-grandinės laiko konstanta apskaičiavimas 35


Laiko konstanta rc apskaičiavimas. RC-grandinės laiko konstanta apskaičiavimas 69


Laiko konstanta rc apskaičiavimas. RC-grandinės laiko konstanta apskaičiavimas 65


Laiko konstanta rc apskaičiavimas. RC-grandinės laiko konstanta apskaičiavimas 24