Pengecasan Kapasitor & Pemalar Masa
Apabila satu kapasitor mengecas melalui satu perintang, ia tidak mengisi pada kadar tetap -- ia mengecas pantas pada mulanya, kemudian semakin perlahan ketika menghampiri voltan penuh. Pemalar masa memberitahu anda betapa pantas perlambatan ini berlaku: selepas satu pemalar masa, kapasitor telah mencapai kira-kira 63 peratus voltan akhirnya.
Formula
τ = R · C
- τ — pemalar masa (s): masa untuk mencapai kira-kira 63 peratus cas penuh
- R — rintangan (Ω): berapa banyak perintang mengehadkan arus pengecasan
- C — kemuatan (F): berapa banyak cas yang boleh disimpan kapasitor per volt
Contoh penyelesaian
Satu perintang 1000 Ω mengecas satu kapasitor 0.001 F. Berapakah pemalar masanya?
- R = 1000 Ω
- C = 0.001 F
- τ = R · C
- τ = 1000 Ω · 0.001 F
τ = 1 s
Uji diri anda
Jika perintang ditukar kepada 2000 Ω dengan kapasitor 0.001 F yang sama, berapakah pemalar masa baharu?
- Jawapan betul: 2 s
- 1 s
- 4 s
Betul! τ = R · C = 2000 Ω × 0.001 F = 2 s -- menggandakan rintangan menggandakan pemalar masa.
Selepas tepat satu pemalar masa berlalu, lebih kurang berapa peratus voltan penuh telah dicapai kapasitor?
- 37%
- 50%
- Jawapan betul: 63%
Tepat -- selepas satu pemalar masa, kapasitor berada pada kira-kira 63% voltan akhirnya.
Di mana anda melihat ini
Denilah kamera tidak boleh melepak dua kali berturut-turut: selepas letusan itu, kapasitor mengecas semula melalui satu perintang, pantas pada mulanya kemudian lebih perlahan, dan lampu sedia menyala hanya apabila ia telah memanjat sebahagian besar jalan. Penunjuk arah lama dan sela pengelap cermin ialah litar yang sama digunakan sebagai jam -- irama kelip ditetapkan oleh betapa pantas kapasitor mengisi.
Kesilapan biasa
Kesilapan refleks ialah menganggap kapasitor mengisi pada kadar tetap -- separuh jalan masa bukan separuh jalan ke penuh: selepas satu pemalar masa ia telah mencapai kira-kira 63 peratus, bukan 50, dan ia menghampiri voltan penuh semakin perlahan. Kesilapan kedua ialah salah membaca tombol yang menetapkan rentak: τ = R · C, jadi menggandakan rintangan daripada 1000 Ω kepada 2000 Ω dengan kapasitor 0.001 F yang sama menggandakan pemalar masa daripada 1 s kepada 2 s -- rintangan lebih besar bermakna pengecasan lebih perlahan, dan ohm darab farad benar-benar keluar dalam saat.
Bagaimana ia bersambung
Ini menutup modul litar dengan meletakkan segalanya bersama: gelung mematuhi peraturan Kirchhoff pada setiap detik, perintang mematuhi hukum Ohm, dan kapasitor mengumpulkan perbezaan -- sebab itulah arus pudar ketika jurang voltan mengecil. Kapasitor kembali sebagai pelaku utama dalam modul elektromagnetisme, peranti yang sama kini dibaca sebagai gedung tenaga.