电容充放电时间的计算涉及到两个关键公式:
对于充电,电压随时间变化的公式为:
Vt = V0 + (V1 - V0) × [1 - exp(-t/RC)]
而放电时,电压随时间变化为:
Vt = V1 × exp(-t/RC)
例如,当电容从0开始充电到Vcc,或者从Vcc放电到0,时间计算依赖于初始和最终电压以及时间常数τ=RC。如要计算从Vcc/3充电到2Vcc/3所需的时间,可使用:
t = RC × Ln[(1-1/3)/(1-2/3)] = 0.693RC
充电过程中,每过一个时间常数τ,电压上升约63.2%。对于简单的串联电路,时间常数计算涉及将电源短路,然后简化为等效电阻和电容的乘积。对于复杂的电路,如图(a),可以通过等效电路的方法找到时间常数。
总结,电容放电时间的计算主要依赖于初始电压、最终电压、时间常数τ以及指数函数。记住,充电时电压会逐渐接近电源电压,放电则逐渐减小至0或电源电压。对于实际电路,需考虑电路的简化和等效处理,以得到准确的时间常数值。
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