怎么理解和应用电容和电感的充放电时间常数τ昵?简单来说,就是用来衡量经过τ或几倍的τ时间后,电容上电压或电感上电流距离终值或初始值还差多少。
对电容而言,以恒定电压通过电阻R对电容充电时,RC电路的时间常数:τ=RC
充电时,uc=U×[1-e(-t/τ)] U是电源电压。当t=τ时,e(-t/τ)=36.8%,电容此时充电到终值电压U的63.2%,依次类推,2τ时充电到终值U的86.5%,3τ时充电到终值的95%,4τ至98.2%,5τ接近100%,因为指数函数达到100%终值的时间是无穷大的,因此我们一般认为当充电时间达到3τ~5τ时,电容上电压基本充满。
放电时,uc=Uo×e(-t/τ) Uo是放电前电容上电压。当放电时间t=τ时,电容放电到Uo的36.8%,2τ时放电到Uo的13.5%,3τ时至Uo的5%,4τ至Uo的1.8%,5τ电容放电接近100%。因此我们仍然认为当放电时间达到3τ~5τ时,电容上电压基本放完。
对于电感而言,时间常数的含义和应用是一样的道理:
RL电路的时间常数:τ=L/R
LC电路接直流,i=Io[1-e(-t/τ)] Io是最终稳定电流
LC电路的短路,i=Io×e(-t/τ)] Io是短路前L中电流