Резистивно-емкостные цепи

[genao]

Ну я так и думал, что автор забыл что-то важное дописать

А прочитать дописаное автором не судьба?

[NewWriter]

Во-во! Как раз в начале второй главы и разъясняется.
Тем более, что проверить это на моделировании и поиграться - вообще не проблема.
PS. А интересно, что будет делать топикстартер, когда дойдет до полупроводников - транзисторов, тиристоров?.. Хватит ли терпения?...

[Cynic_]

А прочитать дописаное автором не судьба?
Вложение 83789

Я начал экспериментировать на две главы раньше.

[NewWriter]

Самое главное из всей эпопеи - запомнить практическое применение. Например, рассчитать коэфф.передачи и частоту среза RC-фильтра, или узнать, через сколько времени напряжение на конденсаторе достигнет некоторой величины.
Однако, и тут моделирование поможет

[avp94]

PS. А интересно, что будет делать топикстартер, когда дойдет до полупроводников - транзисторов, тиристоров?.. Хватит ли терпения?...

А там все проще .

[NewWriter]

ну не знаю, лично мне сложнее было понять, куда дырки там побежали

[iskpn]

для ТС-а:
ток-упорядоченное движение заряженных частиц, т.е. количество заряда, изменяющегося за единицу времени: I=dq/dt
напряжение на конденсаторе Uc=Q/C, где Q-суммарный заряд, накопленный на обкладках конденсатора, С-ёмкость конденсатора.
закон Ома I=U/R, где U-падение напряжение на данном участке цепи, R-сопротивление данного участка.
Дальше вывод по RC-цепочкам сможете сделать?

[NewWriter]

Эмм... Зачем так издалека копать?
В RC цепи главное - постоянная времени RC-цепи. τ=R×C. Эта постоянная времени будет определять и частоту среза RC-фильтра - fсрез = 0,159×τ, и ток в RC-цепи через промежуток времени t. I=(Vвх/R)×e^(-t/τ). Она много где используется... (тут неудобно писать формулы)

[Cynic_]

Cynic не учел, что в RC-цепи между напряжением на входе цепи и напряжением на конденсаторе существует сдвиг фаз...

Так я и не мог учесть, поскольку автор об этом не написал. Точнее в разделе 15.2 "Применение емкостных цепей" он про цепи фазового сдвига пишет буквально следующее: "Ввиду наличия конденсатора в цепи фазового сдвига, ток опережает напряжение. Напряжение на резисторе находится в фазе с током. Это приводит к тому, что выходное напряжение опережает по фазе входное". Больше упоминаний я ни где не нашел.
В общем, как вы и говорили я используя векторную сумму рассчитал эквивалентное емкостное сопротивление конденсатора для резистора на 10 КОм и вот что получилось:



Теперь ток на верхнем и нижнем графике (синяя линия) совпадают по номиналу но сдвинуты по фазе. В данном случае мне не понятно два момента:
1) Почему напряжение V6 (красная линия) сдвинуто по номиналу и фазе относительно напряжение V5 (зеленая линия)? Как рассчитать величину такого сдвига?
2) Почему напряжение V6 на нижнем рисунке так сильно отличается по номиналу от напряжения V6 на верхнем рисунке, хотя потери тока резисторе должны быть одинаковы?

[NewWriter]

Я же уже писал - сдвиг фазы между входным напряжением и напряжением на конденсаторе (и током через всю цепь) сильно зависит от частоты. И причина этого в том, что вот при чисто емкостном сопротивлении (только конденсатор) сдвиг между током и напряжением =90°, а при чисто активном сопротивлении (только резистор) сдвиг между током и напряж. = 0°. А в RC цепи, в зависимости от частоты входного напряж. преобладает либо сопрот.резистора, либо сопрот. конденсатора. И сдвиг между напряж на конд (ну и током в цепи) и напряжением входного сигнала будет находиться где-то между 0° и 90° (но никогда не будет равен точно 0° или 90°).
Сдвиг фазы φ = -arctg (2π × f × τ). τ - постоянная времени RC-цепи, f - частота.

2) Почему напряжение V6 на нижнем рисунке...

потому что из-за сдвига между током и напряж. в конденсаторе, к тому моменту, когда ток в цепи =0, то напряжение на конденсаторе будет равно накопленному к этому моменду напряжению на нем. А в чисто резистивной цепи если ток =0, то и напряж. =0. А в RC-цепи ток станет =0, когда входное напряжение начнет уменьшаться и достигнет напряжения на конденсаторе, то есть, когда Uвх=Uc. Это видно из графика! Интревал времени, когда это наступит, зависит от постоянной времени RC-цепи и от частоты входного напряж. А значит, будет зависеть и напряж, до которого зарядится конденс. Всё это видно чисто графически на графике, даже не зная точных формул...
Именно поэтому нельзя заменять конденсатор эквивалентным резистором!!! У резистора и у конденсатора поведение разное! Конденсатор в заряженном состоянии сам является источником тока, в отличие от резистора.