Ёмкость RC-цепи по постоянной времени (нед; МОм (мегаомы))

Что именно находит этот расчёт

Свяжите постоянную времени идеальной RC-цепи с сопротивлением и ёмкостью. Расчёт позволяет восстановить один из параметров по двум измеренным или заданным данным.

Искомая величина записывается в Ф. Эта страница предназначена для конкретного сочетания входов: постоянная времени в нед; сопротивление в МОм (мегаомы). Подпись возле каждого поля является частью условия задачи. Меняя исходные измерения, сохраняйте их физический смысл и относите все параметры к одному образцу, участку или процессу.

Как подготовить измерения

Постоянная времени: выбранная единица — недели по 7 суток (нед). Постоянная времени задаёт масштаб экспоненциального изменения напряжения или тока. Она не равна полному времени заряда либо разряда до точного конечного состояния. В демонстрационном наборе вводится 0,00000330687830688 нед, что соответствует 2 с. Значение примера иллюстрирует вычисление и не является нормой для материала, устройства или процесса.

Сопротивление: выбранная единица — мегаомы (МОм (мегаомы)). Сопротивление относится к выбранному элементу или эквивалентной системе. Убедитесь, что его единица соответствует электрической либо тепловой задаче. В демонстрационном наборе вводится 0,002 МОм, что соответствует 2 000 Ом. Значение примера иллюстрирует вычисление и не является нормой для материала, устройства или процесса.

Уравнение и согласование единиц

Постоянная времени τ=RC описывает масштаб экспоненциального заряда или разряда. Через одну τ разрядное напряжение составляет примерно 36,8% начального, а заряд достигает примерно 63,2% конечного изменения.

Используемое уравнение для этой неизвестной: C=τ/R. До его применения каждый вход переводится в согласованную единицу. Для данного набора перевод выглядит так: Постоянная времени: 0,00000330687830688 нед × 604 800 = 2 с; Сопротивление: 0,002 МОм × 1 000 000 = 2 000 Ом. Сначала выполните эти преобразования, затем подставляйте числа в уравнение. Итог уже имеет единицу Ф; дополнительный коэффициент выбранной входной единицы к нему не применяется.

Разбор численного примера

Постоянная времени = 0,00000330687830688 нед; Сопротивление = 0,002 МОм. После согласования единиц: C=τ/R. Результат = 0,001 Ф.

Полный набор после перевода: Постоянная времени = 2 с; Сопротивление = 2 000 Ом. Если проверяете этот пример вручную, сохраняйте коэффициенты без промежуточного округления и выполняйте операции в порядке уравнения. Полученный ответ 0,001 Ф относится к этому набору значений. В таблице меняется только первый вход, остальные остаются равными демонстрационным; это позволяет увидеть влияние одного параметра.

Как понимать итог

Удвоение сопротивления либо ёмкости удваивает постоянную времени. Это масштаб переходного процесса, а не период генератора. По одной τ нельзя восстановить оба неизвестных компонента одновременно: для этого нужны дополнительные сведения.

Единица ответа Ф фиксирована для этой задачи, даже если входы записаны в других единицах. При смене единицы исходное число нужно пересчитать так, чтобы физическая величина сохранилась. Если переписать только название единицы без изменения числа, получится другая исходная задача и другой результат.

Область применения и границы

Используется простая линейная схема с одной ёмкостью и соответствующим эквивалентным сопротивлением. Постоянная времени не равна полному времени заряда до точного конечного напряжения. Утечки, внутреннее сопротивление источника и дополнительные элементы нужно учесть при определении эквивалентной схемы.

В знаменателях находятся следующие входы: сопротивление. Каждый из них должен быть строго больше нуля. Нулевое значение не является отсутствующим измерением: при делении на ноль неизвестная не определяется этой формулой. Остальные поля принимают неотрицательные модули.

Источник методики: OpenStax: RC circuits. Для задач, основанных на определении удельной величины, преобразование является алгеброй этого определения; документ BIPM поясняет единицы SI. Коэффициенты перевода проверяются по определениям единиц и справочнику NIST. Эти ссылки не задают свойства вашего материала: такие исходные параметры нужно измерить или взять из документации к своей системе.

Меняем постоянная времени, остальные входы сохраняем

Значения в таблице округлены для чтения. Для своей величины используйте калькулятор в начале страницы.