Video: Schmalspur Dampflok 99 4701 der ehemaligen Prignitzer Kreisbahn - Narro gauge steam loco 99 4701 2025
Genau zu wissen, wie viel Zeit zum Laden eines Kondensators benötigt wird, ist einer der Schlüssel zur korrekten Verwendung von Kondensatoren. in Ihren elektronischen Schaltungen, und Sie können diese Informationen erhalten, indem Sie die RC-Zeitkonstante berechnen.
Wenn Sie eine Spannung über einen Kondensator legen, dauert es eine gewisse Zeit, bis sich der Kondensator vollständig aufgeladen hat. Während dieser Zeit fließt Strom durch den Kondensator. Wenn Sie einen Kondensator entladen, indem Sie eine Last darüber legen, dauert es in etwa, bis sich der Kondensator vollständig entladen hat.
Wenn ein Kondensator geladen wird, fließt Strom von einer Spannungsquelle durch den Kondensator. In den meisten Schaltungen arbeitet auch ein Widerstand in Reihe mit dem Kondensator.
Die Rate, mit der sich der Kondensator über einen Widerstand auflädt, wird als RC-Zeitkonstante bezeichnet (der RC steht für Widerstandskondensator ). einfach berechnet durch Multiplikation des Widerstands in Ohm mit der Kapazität in Farad. Hier ist die Formel:
T = R C
Angenommen, der Widerstand beträgt 10 kΩ und die Kapazität beträgt 100 μF. Bevor Sie die Multiplikation durchführen, müssen Sie zuerst die μF in Farad umwandeln. Da ein μF ein Millionstel Farad ist, können Sie μF in Farad umrechnen, indem Sie den μF durch eine Million teilen. Daher entsprechen 100 μF 0,0001 F. Die Multiplikation von 10 kΩ mit 0,0001 F ergibt eine Zeitkonstante von 1 Sekunde.
Wenn Sie die RC-Zeitkonstante erhöhen möchten, können Sie entweder den Widerstand oder die Kapazität oder beides erhöhen. Beachten Sie auch, dass Sie eine unendliche Anzahl von Kombinationen von Widerstands- und Kapazitätswerten verwenden können, um eine gewünschte RC-Zeitkonstante zu erreichen. Zum Beispiel ergeben alle folgenden Kombinationen von Widerstand und Kapazität eine Zeitkonstante von einer Sekunde:
| Widerstand | Kapazität | RC Zeitkonstante |
|---|---|---|
| 1 kÙ | 1 000 ìF | 1 s |
| 10 kÙ | 100 ìF | 1 s |
| 100 kÙ | 10 ìF | 1 s |
| 1 MÙ | 1 ìF | 1 s |
Es dreht sich heraus, dass sich der Kondensator in jedem Intervall der RC-Zeitkonstante um 63. 2% näher an eine volle Ladung bewegt. Zum Beispiel beträgt nach dem ersten Intervall die Kondensatorspannung 63,2% der Batteriespannung. Wenn also die Batteriespannung 9 V beträgt, beträgt die Kondensatorspannung nach dem ersten Intervall knapp 6 V, so dass sie knapp über 3 V von der vollen Ladung entfernt ist.
Im zweiten Zeitintervall nimmt der Kondensator 63,2% auf, nicht die volle 9 V Batteriespannung, sondern 63,2% der Differenz zwischen der Startladung (knapp 6 V) und der Batteriespannung (9 V).Somit nimmt die Kondensatorladung nur etwas mehr als zwei zusätzliche Volt auf, was sie auf etwa 8 V bringt.
Dieser Vorgang wiederholt sich: In jedem Zeitintervall nimmt der Kondensator 63,2% der Differenz zwischen seiner Startspannung und die Gesamtspannung. Theoretisch wird der Kondensator niemals vollständig aufgeladen, da der Kondensator beim Durchlaufen jeder RC-Zeitkonstante nur einen Prozentsatz der verbleibenden verfügbaren Ladung aufnimmt. Aber innerhalb weniger Zeitkonstanten wird die Kapazität sehr nahe an der vollen Ladung.
Im Folgenden erhalten Sie eine nützliche Näherung für den Prozentsatz der Ladung, die ein Kondensator nach den ersten fünf Zeitkonstanten erreicht. Für alle praktischen Zwecke können Sie den Kondensator nach fünf Zeitkonstanten als vollständig geladen betrachten.
| RC-Zeitkonstantenintervall | Prozentsatz der Gesamtladung |
|---|---|
| 1 | 63. 2% |
| 2 | 86. 5% |
| 3 | 95. 0% |
| 4 | 98. 2% |
| 5 | 99. 3% |
