Calcul du temps de charge / décharge du condensateur à l'aide de la constante RC

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Les périodes de charge et de décharge du condensateur sont généralement calculées à l'aide d'une constante RC appelée tau, exprimée comme le produit de R et C, où C est la capacité et R est le paramètre de résistance qui peut être en série ou en parallèle avec le condensateur C.Il peut être exprimé comme indiqué ci-dessous:

τ = R C



La constante RC tau peut être définie comme la période nécessaire pour charger un condensateur donné à travers une résistance série associée d'une différence d'environ 63,2% entre son niveau de charge initial et le niveau de charge final.

Inversement, la constante RC exprimée ci-dessus peut être définie comme la période nécessaire pour décharger le même condensateur à travers une résistance parallèle jusqu'à ce qu'il reste 36,8% du niveau de charge.



La raison derrière la fixation de ces limites est la réponse extrêmement lente du condensateur au-delà de ces limites qui provoque le processus de charge ou de décharge prendre presque une quantité de temps infinie pour atteindre les niveaux de charge complète ou de décharge complète respectifs, et est donc ignoré dans la formule.

La valeur de tau est dérivée de la constante mathématique est , ou

1-e ^ {{- 1}} 1-e ^ {{- 1}},

et pour être plus précis, cela peut être exprimé comme la tension requise pour charger le condensateur par rapport au paramètre `` temps '', comme indiqué ci-dessous:

Mise en charge

V (t) = V0 (1 - e ^ −t / τ)

Déchargement

V (t) = V0 (e ^ −t / τ)

Fréquence de coupure

La constante de temps

τ

ton tonest également généralement associé à un paramètre alternatif, la fréquence de coupure F c, et peut être exprimé par la formule:

τ = R C = 1/2 π f c

réorganiser ce qui précède donne :, f c = 1/2 π R C = 1/2 π τ

où la résistance en ohms et la capacité en farads donnent la constante de temps en secondes ou la fréquence en Hz.

Les expressions ci-dessus peuvent être mieux comprises avec de courtes équations conditionnelles, par exemple:

F c en Hz = 159155 / τ en µsτ en µs = 159155 / F c en Hz

D'autres équations utiles similaires sont représentées ci-dessous et peuvent être utilisées pour évaluer un comportement constant RC typique:
temps de montée (20% à 80%)

t r ≈ 1,4 τ ≈ 0,22 / f c

temps de montée (10% à 90%)

t r ≈ 2,2 τ ≈ 0,35 / f c

Dans certains circuits compliqués qui peuvent accompagner plus d'une résistance et / ou d'un condensateur, l'approche de constante de temps en circuit ouvert offre un moyen de dériver la fréquence de coupure en analysant et en calculant le total de nombreuses constantes de temps RC associées.




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