วงจร RC
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| RC circuit/ˌɑː ˈsiː ˈsɜːkɪt/ | วงจร RC |
ตัวเก็บประจุชาร์จเร็วตอนแรก แล้วค่อยๆ ช้าลง
- เมื่อต่อตัวเก็บประจุผ่านตัวต้านทาน มันจะชาร์จเร็วในตอนแรก แล้วช้าลงเรื่อยๆ
- มันจะไม่ ถึง การชาร์จเต็มเปี่ยมอย่างสมบูรณ์ — แต่จะ creeping เข้าใกล้มากขึ้นเรื่อยๆ
- วงจร ตัวต้านทาน + ตัวเก็บประจุ เป็น วงจร RC และมันนำแนวคิดเรื่อง เวลา เข้าสู่วงจรไฟฟ้า
- วงจรเหล่านี้ใช้สำหรับตั้งเวลาที่ปัดกระจกหน้ารถ ไฟแฟลชของกล้อง และการกะพริบของ LED
การชาร์จเป็นแบบเอกซ์โพเนนเชียล
- เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จผ่านตัวต้านทาน ประจุของมันจะเพิ่มขึ้นสู่ค่าสุดท้าย $Q = CV$
- การเพิ่มขึ้นนี้เป็นแบบ เอกซ์โพเนนเชียล: เร็วในตอนแรก (กระแสสูง) แล้วช้าลงเมื่อตัวเก็บประจุเริ่มเต็ม
- กระแสไฟจะ ลดลง เมื่อประจุเพิ่มขึ้น — เมื่อเต็มแล้ว ไม่มีกระแสไหลอีกต่อไป
- การคายประจุเป็นภาพสะท้อน: ประจุลดลงแบบเอกซ์โพเนนเชียลเข้าสู่ศูนย์
ประจุผ่านตัวต้านทาน
เปลี่ยน R และ C แล้วดูว่ากราฟการชาร์จเร็วขึ้นหรือช้าลง
เมื่อตัวเก็บประจุชาร์จผ่านตัวต้านทาน ประจุจะเพิ่มขึ้น:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
ประจุเพิ่มขึ้นแบบเอกซ์โพเนนเชียล menuju $Q = CV$, เร็วในตอนแรกแล้วค่อยๆ ช้าลง
เกลี่ยงเวลา (Time constant)
- ค่าคงที่เวลา $\tau = RC$ กำหนดความเร็วในการชาร์จหรือคายประจุของวงจร
- หลังผ่านไปหนึ่งค่าคงที่เวลา ตัวเก็บประจุจะถึงประมาณ $63\%$ ของประจุสุดท้าย
- ตัวต้านทาน หรือ ความจุ ที่ ใหญ่ขึ้น หมายถึงการชาร์จที่ ช้ากว่า (ใช้เวลานานกว่า)
- เปลี่ยนค่า $R$ หรือ $C$ แล้วคุณสามารถปรับเวลาได้ — นั่นคือวิธีที่ตัวจับเวลา RC ทำงาน
วงจรร RC มี $R = 2\ \Omega$ และ $C = 3\ \text{F}$ ค่าคงที่เวลา (time constant) เป็นวินาทีเท่าไหร่?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$\tau = RC = 2 \times 3 = 6\ \text{s}$.
ค่าคงที่เวลาของวงจรร RC คือ $\tau = R \times \_\_$
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$\tau = RC$ — ตัวคูณของความต้านทานและความจุ
การเพิ่มตัวต้านทานในวงจรร RC จะทำให้การชาร์จ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$R$ ที่ใหญ่ขึ้น ทำให้ $\tau = RC$ ใหญ่ขึ้น ดังนั้นการชาร์จจึงช้าลง
ทำไมตัวต้านทานจึงสำคัญ
- ตัวต้านทานจำกัดกระแส จึงควบคุมว่าประจุจะไหลเข้าแผ่นขั้วได้ เร็วแค่ไหน
- หากไม่มีตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุจะชาร์จทันที (เป็นการจำลองทางทฤษฎี)
- หากมีตัวต้านทานมาก การชาร์จจะใช้เวลายาวนานและค่อยเป็นค่อยไป
- ดังนั้น $R$ และ $C$ รวมกันจึงกำหนด "นาฬิกา" ตามธรรมชาติของวงจร
เลือก ทุก ข้อที่ถูกต้องเกี่ยวกับวงจรร RC
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
วงจรร RC ชาร์จแบบเอกซ์โพเนนเชียลด้วย $\tau = RC$; R หรือ C越大意味着越慢。 การชาร์จไม่ pernah ทันที
ตัวเก็บประจุที่กำลังชาร์จ ไม่เคย ถึงค่าประจุสุดท้ายในช่วงเวลาที่จำกัด — มันเพียงแต่เข้าใกล้它以แบบเอกซ์โพเนนเชียล หลังจากหนึ่งค่าคงที่เวลา มันอยู่ที่ $\approx 63\%$ ไม่ใช่ $100\%$ คำว่า "ชาร์จเต็ม" จริงๆ แล้วหมายถึง "ใกล้พอหลังจากผ่านไปหลายค่าคงที่เวลา"
ตัวเก็บประจุที่ชาร์จจะถึง 100% ของประจุสุดท้ายพอดีหลังจากผ่านค่าคงที่เวลาหนึ่ง
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
หลังจากผ่านค่าคงที่เวลาหนึ่ง จะอยู่ที่ประมาณ $63\%$; มันจะเข้าใกล้ $100\%$ อย่างสมบูรณ์需要经过หลาย $\tau$
วงจรรอง RC มี $R = 2\ \Omega$ และ $C = 3\ \text{F}$. ค่าคงที่เวลาของวงจรรองนี้คืออะไร?
- $\tau = RC = 2 \times 3 = 6\ \text{s}$.
หลังผ่านไป $6\ \text{s}$ ตัวเก็บประจุจะกักเก็บประจุได้ประมาณ $63\%$ ของค่าสุดท้าย; หลังจากผ่านไปหลาย $\tau$ มันจะถือว่าเต็มแล้ว
วงจรรอง RC (ตัวต้านทาน + ตัวเก็บประจุ) ชาร์จและคายประจุแบบ เอกซ์โพเนนเชียล ตามเวลา ค่าคงที่เวลา $\tau = RC$ กำหนดความเร็ว: หลังผ่านไปหนึ่ง $\tau$ ประจุจะเป็น $\approx 63\%$ ของค่าสุดท้าย $Q = CV$. ค่า $R$ หรือ $C$ ที่ใหญ่ขึ้นหมายถึงการจับเวลาที่ช้าลง — ซึ่งเป็นพื้นฐานของเครื่องจับเวลาอิเล็กทรอนิกส์