RC- ja RL-ahelate siirdeprotsessid
Kui kondensaator laadib või tühjeneb läbi takisti, läheneb tema pinge lõppväärtusele eksponentsiaalselt, mitte hetkeliselt, ajakonstandiga, mille annab takistuse ja mahtuvuse korrutis; induktiivpool tekitab analoogse eksponentsiaalse viivituse voolus.
Practise this conceptSulge lüliti akust, takistist ja laadimata kondensaatorist koosnevas ahelas ja kondensaator ei hüppa aku pingele. Laeng peab plaatidele voolama läbi takisti ja plaatide täitudes kasvab vastupinge, mis vähendab voolu, mis omakorda aeglustab täitumist veelgi. Tulemuseks on eksponentsiaalne lähenemine: alguses kiire, siis üha aeglasem, päris kohale jõudmata.
Tempo määrab korrutis RC, ajakonstant, ja ainult see — toitepinge määrab, kui palju laengut lõpuks plaatidele jõuab, kuid mitte seda, kui kaua selleks kulub. Ühe ajakonstandi järel on kondensaator saavutanud umbes 63% oma lõpppingest, kahe järel umbes 86%, viie järel umbes 99%. "Üks ajakonstant" ei ole "täis laetud" ja eksponent põhimõtteliselt kunagi ei lõpe; viis RC on tavapärane insenerlik kokkulepe piisavalt lähedale jõudmiseks.
Sama kuju kehtib tühjenemisel, kulgedes vastupidises suunas, ja induktiivpool koos takistiga käitub analoogselt, kus RC asemel on L/R ning viivitatakse pinge asemel voolu. See tahtlik aeglus on pigem kasulik kui tüütu: see määrab kaamera välklambi intervalli, summutab mehaanilise lüliti põrked, siluma toiteploki pulsatsiooni ja määrab lihtsa filtri lõikesageduse. See on ka piirang sellele, kui kiiresti saab digitaalahel lülituda, sest igal juhtmel ja loogikaelemendil on paratamatu takistus ja mahtuvus.
Key ideas
Requires: Kirchhoffi seadused ja vooluringi analüüs, Mahtuvus
Unlocks: Vahelduvvooluahelad ja impedants, Induktiivsus ja RL-ahelad
Formulas
| Symbol | Name | Unit |
|---|---|---|
| pinge | V (volt) | |
| pinge | V (volt) | |
| aeg | s (sekund) | |
| takistus | ohm (oom) | |
| mahtuvus | F (farad) |
Common misconceptions
- Kondensaator laeb hetkega, kui lüliti sulgub, sest elekter liigub peaaegu valguse kiirusel.
- Ühe ajakonstandi järel on kondensaator täis laetud.
- Ajakonstant sõltub toitepingest, seega laeb suurem aku kondensaatorit kiiremini.
Resources
Kuulub nende TÜ ainete hulka
See mõiste on kaardistatud järgmis(t)e Tartu Ülikooli õppekava aine(te) osaliseks kattmiseks.
- Elekter ja magnetismLOFY.01.007
- Füüsika praktikum II - elekter ja magnetismLOFY.01.123