【电路笔记】-RC放电电路

RC放电电路

文章目录

  • RC放电电路
    • 1、概述
    • 2、RC放电电路
    • 3、RC放电电路示例

当电压源从完全充电的 RC 电路中移除时,电容器 C 将通过电阻 R 放电。

1、概述

RC 放电电路利用电阻器-电容器组合的固有 RC 时间常数以指数衰减率对电容器进行放电。

在之前的 RC 充电电路教程中,我们了解了电容器如何通过电阻器充电,直到达到等于 5 个时间常数(称为 5T)的时间。 只要持续供电,它就会保持充满电状态。

如果这个充满电的电容器现在与其直流电池电源电压断开,则充电过程中积累的存储能量将无限期地保留在其极板上(假设是理想电容器并忽略任何内部损耗),从而保持其连接两端存储的电压 终端处于恒定值。

2、RC放电电路

如果电池因短路而被更换,当开关闭合时,电容器将通过电阻器 R 自行放电,因为我们现在有一个 RC 放电电路。 当电容器通过串联电阻释放电流时,电容器内部存储的能量被提取,电容器两端的电压 V c V_c Vc 衰减至零,如下所示。

在这里插入图片描述

RC放电电路

正如我们在之前的教程中看到的,在 RC 放电电路中,时间常数 (τ) 仍然等于 63% 的值。 那么对于最初充满电的 RC 放电电路,经过一个时间常数 1T 后,电容器两端的电压下降了其初始值的 63%,即 1 – 0.63 = 0.37 或最终值的 37%。

因此,电路的时间常数表示为电容器放电至其充满电值的 63% 以内所需的时间。 因此,RC 放电电路的时间常数为极板两端的电压,代表其最终值的 37%,其最终值为 0 伏(完全放电),在我们的曲线中,该电压为 0.37Vs。

当电容器放电时,它不会以恒定速率失去电荷。 放电过程开始时,电路的初始条件为:t = 0、i = 0 且 q = Q。电容器极板电压等于电源电压且 V C = V S V_C = V_S VC=VS。 由于 t = 0 时电容器极板电压达到最高值,因此 RC 电路周围流过最大放电电流。

在这里插入图片描述

RC 放电电路曲线

当开关首次闭合时,电容器开始放电,如图所示。 RC 放电曲线的衰减速率在开始时较陡,因为放电速率在开始时最快,但随后随着电容器以较慢的速率失去电荷而呈指数递减。 随着放电继续, V C V_C VC

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