Øjeblikkelig spænding i RC-kredsløb:En praktisk guide til beregninger

I mange elektroniske kredsløb vises en spændingskilde ikke umiddelbart over belastningen, fordi kondensatoren først skal oplades. Forsinkelsen er styret af kredsløbets tidskonstant, τ =RC. På trods af denne forsinkelse kan en øjeblikkelig spænding beregnes til enhver tid ved hjælp af standard RC-opladningsligningen.

Trin 1 – Vælg modstanden (R)

I dette eksempel skal du vælge R =40Ω.

Trin 2 – Vælg kondensatoren (C)

I dette eksempel skal du vælge C =12µF.

Trin 3 – Beregn tidskonstanten (τ)

τ =R × C =40Ω × 12µF =480µs.

Trin 4 – Anvend RC-opladningsformlen

Spændingen over kondensatoren på tidspunktet er:

V(t) =V₀(1–e ^–t/τ )

hvor V₀ er forsyningsspændingen og t er den forløbne tid siden forsyningen blev tilsluttet.

Eksempel på beregning

Antag en forsyningsspænding V₀ =120V, og vi vil have spændingen efter t =1µs.

t/τ =1µs ÷ 480µs =0,002.

e ^–t/τ =e ^–0,002 ≈ 0,998.

V(1µs) =120V(1–0,998) =120V×0,002 ≈ 0,24V.

Således er den øjeblikkelige spænding over kondensatoren ca. 0,24V på et mikrosekund efter at forsyningen er påført, på trods af den tidskonstant på 480µs, der kræves for at spændingen når sin steady-state værdi.