一阶电路中的时间常数_你知道RC电路和RL电路中时间常数的来源么?

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学过电子通信的朋友都知道RC电路和RL电路都存在时间常数,它是反应电路随时间衰减,有一个过渡期的时间常数。其中RC电路时间常数:τ=RC,LR电路时间常数:τ=L/R。那为什么叫时间常数呢,他和时间又有什么关系呢?

首先看RC电路:

当AB两端的直流电源突然断开时,通过AB的电流瞬间中断,但电容两端的电压不会突变(中断前后瞬间不变),所以Uc=UR。此刻存储在C中的能量被释放到电阻R上,由此形成一个串联组合。

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根据节点处的电流(KCL)情况得:需要用到点微积分:

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初始条件u(0)=V0,得

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就得到了电容电压随时间衰减的关系式,且是按指数形式衰减。

那么电容电压随时间衰减的速率是:

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所以t=0时,可到初始电压V0的衰减速率:

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初始电压V0衰减到0需要的时间是:

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由此得到RC就是初始电压V0以恒定的速率衰减到0所需要的时间。这就是为什么叫做时间常数的原因,公式中负号的意思是电压随时间在衰减。



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