电容的充放电以及滤波平滑

设,V0 为电容上的初始电压值;

V1 为电容最终可充到或放到的电压值;

Vt 为t时刻电容上的电压值。

则,

Vt=“V0”+(V1-V0)* [1-exp(-t/RC)]

或,

t = RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]

例如,电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电

V0=0,V1=E,故充到t时刻电容上的电压为:

Vt=“E”*[1-exp(-t/RC)]

再如,初始电压为E的电容C通过R放电

V0=E,V1=0,故放到t时刻电容上的电压为:

Vt=“E”*exp(-t/RC)

又如,初值为1/3Vcc的电容C通过R充电,充电终值为

Vcc,问充到2/3Vcc需要的时间是多少?

V0=Vcc/3,V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3,故

t="RC"Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RCLn2

=0.693RC
  C的定义:这样一来,要衡量它容纳电荷的本领,就必须在同一电压下来衡量,单位电压下所能容纳电荷的多少叫电容,用C表示,单位法拉:
电容计算公式 C=q/U
上公式中q是电容器在外家电压U时所容纳的电荷量。
实际使用中常见的电容器的容量在其被制造出来时都有表明,电容器元件表面的数字或者色环就包含了容量信息。1法拉等于1库仑每伏特,即电容为1法拉的电容器,在正常操作范围内,每增加1伏特的电势差可以多储存1库仑的电荷。
电容单位换算
电容的容量单位是法拉(用字母F表示),但是在实际应用上,法拉这一单位太大了。往往使用最多的是微法(uF)或皮法(PF)。
1F=1000,000微法=106微法(uF)
1uF=1000,000皮法=106皮法(PF)
电容的大小与电容器的几何尺寸和介质的性质有关。除了电容器有电容外,在实际中,电气设备、线路与部件都具有自然形成的电容。如较长的输电线之间,较长的电缆都具有电容。
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RL(负载电阻)C>=(3~5)T/2时,UL≈1.2U2(副边电压)(有效值吧)
其中的T为交流频率的倒数
变压器的副边经过整流桥之后输出电流在电容两边充电产生电压,而负载两端电压即为电容两端电压,因为整流二极管的内阻值特别小,所以RC常数特别小,充电特别快(沿着整流之后的三角函数线进行充电),并且当充到副边电压值时,就会使整流管截止,电容对负载进行放电,通常情况下,负载电阻较大,所以RLC的的值会大一些,所以时间常数会大,相应的放电过程会慢一些,不会随着整流之后的三角函数线下降,在下一次脉动三角函数超过电容电压值时,会再次进行充电,波形会得到稳定。
电容的最大电压不会超过给他充电的电压的最大值,通过公式可以看出来

注:以上exp()表示以e为底的指数函数;Ln()是e为底的对数函数

作者:gtkknd
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/gtkknd/article/details/52852124
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