science >> Wetenschap >  >> Fysica

Berekening van de constante spanning

Spanningsniveaus in de tijd variërende circuits veranderen in de loop van de tijd. Tijdsvariërend betekent dat de spanning exponentieel toeneemt totdat deze de steady-state-spanning bereikt. Om deze reden wordt gezegd dat een circuit constant stabiel is wanneer de spanning niet meer verandert in de loop van de tijd. In een eenvoudige weerstand-condensator (RC) schakeling, bestaande uit een bronspanning (Vs), een weerstand (R) en een condensator (C), wordt de tijd die nodig is om een ​​stationaire toestand te bereiken bepaald door de waarde van R en C. Daarom kunnen ingenieurs circuits ontwerpen om een ​​stabiele toestand te bereiken op een door hen gekozen tijdstip door de waarden van R en C aan te passen.

Bepaal de bronspanning, of "Vs", als voeding voor uw circuit. Kies als voorbeeld Vs om 100 volt te zijn.

Selecteer de waarde van de weerstand R en de condensator C voor uw circuit. R is in eenheden van ohm en C is in eenheden van microfaradden. Stel bijvoorbeeld dat R is 10 ohm en C is 6 microfarad.

Bereken de stabiele spanning met behulp van de formule: V = Vs (1-e ^ -t /RC) waar e ^ -t /RC is de exponent e tot de negatieve macht van t gedeeld door RC. De variabele t vertegenwoordigt de verstreken tijd sinds Vs was ingeschakeld. Bijvoorbeeld:

op t = 0 seconden RC = 10 x 0.000006 = 0.00006 t /RC = 0 /0.00006 = 0 e ^ -t /RC = e ^ -0 = 1 V = 100 (1-1 ) = 100 (0) = 0 volt

op t = 5 microseconden RC = 10 x 0.000006 = 0.00006 t /RC = 0.000005 /0.00006 = 0.083 e ^ -t /RC = e ^ -0.083 = 0.92 V = 100 (1-92) = 8 volt

op t = 1 seconde RC = 10 x 0.000006 = 0.00006 t /RC = 1 /0.00006 = 16666.7 e ^ -t /RC = e ^ -16666.7 = 0 (effectief) V = 100 (1-0) = 100 volt (stabiele toestand)

In dit voorbeeld neemt de spanning toe van 0 op t = 0 tot 100 volt op t = 1 seconde en blijft deze op 100 als t toeneemt. Als gevolg hiervan is 100 volt de constante spanning.