Зарядка та розрядка конденсатора та індуктивності - DEFAR Sci

Індуктивність

Для проведення дослідження в якості підтримки було використано вправу 4 сенегальського BAC S1 2012 року. Він має такі компоненти:

  • Джерело постійної напруги U = 4 В
  • Резистор R2 390 Ом
  • Котушка L1 0,1Н та внутрішній опір R2 10 Ом

Котушка протистоїть варіаціям струму, і для її заряджання знадобиться наявність опору.

Для візуалізації струму на котушці ми використовували датчик струму, позначений I, який видно на малюнку 1. Для напруги зонд напруги, зазначений VL, дозволить його вимірювати.

індуктивності

Фігура 1: Діаграма в QUCS схеми RL

Теоретично для обчислення періоду навантаження котушки ми використовуємо диференціальне рівняння, яке дасть еталонний час.

Отже, маємо:

Після вирішення отримуємо:

Контрольний час становить

Коли досягається стійкий стан,. У нашому випадку I = 0,01А

Властивість така: якщо поточний час нарощування дорівнює 5? тоді струм дорівнює 99% від його значення з? = 0,25 мс.

Отже, щоб мати дуже хорошу репрезентацію, потрібно буде вибрати на рівні симуляційного блоку час більше 5?.

Слід також зазначити, що в початковий момент часу котушка мала нульовий струм, і ця умова повинна бути вказана в даних.

Як тільки всі конфігурації будуть виконані, ми можемо перейти до моделювання.

Малюнок 2: Поточне навантаження в котушці

Після спостереження за результатами ми чітко бачимо, що струм проходить крізь перехідну фазу, перш ніж залишатися постійним у котушці. Крім того, коли час перевищує 5? ми майже досягаємо стаціонарного стану, тоді сила струму в котушці постійна і дорівнює 0,01 А.

Що стосується напруги в котушці, то при досягненні стійкого стану вона зменшується і майже дорівнює нулю. Його формула така:

Малюнок 3: напруга котушки

Ємність

Ми змоделювали вправу 4 BAC S1 2010. Складові:

  • Джерело постійної напруги U = 5 В
  • Резистор R2 10 КОм
  • 1 мкФ конденсатор

Конденсатор протистоїть накопиченню напруги, а також потребує резистора, від якого він заряджається. Для перегляду напруги на конденсаторі ми використовували зонд напруги, позначений VC. Для струму датчик струму, зазначений IC, дозволить його вимірювати.

Малюнок 4: RC-ланцюг

Що дає нам

Контрольний час становить ?= RC

Властивість така: час нарощування напруги на 99% становить 5? з? = 10 мс.

При досягненні стійкого стану U = 5В

Отже, щоб мати дуже хорошу репрезентацію, потрібно буде вибрати на рівні симуляційного блоку час, що перевищує 50 мс.

Слід також зазначити, що в початковий момент часу конденсатор мав нульову напругу, і ця умова повинна бути вказана в його конфігурації.

Малюнок 5: заряд конденсатора

Після спостереження за результатами ми можемо побачити, що напруга проходить через перехідну фазу, перш ніж постійно перебувати в конденсаторі. Паралельно, коли час більше 5 °, ми майже досягаємо стійкого стану, тоді напруга в конденсаторі постійна і дорівнює 5В.

Що стосується струму, то він зменшується і майже дорівнює нулю при досягненні стійкого стану. Його формула така:

Малюнок 6: інтенсивність конденсатора

Що стосується явища розряду, ми почали з тих самих вправ. Але для моделювання потрібно буде налаштувати компоненти, вказавши початкові значення величин.

Індуктивність

Раніше у нас був постійний струм 0,01А. Для виконання моделювання потрібно буде приписати котушці початковий струм того ж значення і, звичайно, видалити джерело.

Малюнок 7: Ланцюг RL під час розряду

Формула струму після вирішення рівняння дає:

Формула для? не змінюється і дорівнює 0,025 мс. Але коли час дорівнює 5?, Сила струму становитиме 5% від його початкового значення.

Напруга матиме таку саму формулу, що і струм під час розряду, але буде негативною.

Малюнок 8: Розряд струму котушки через резистор R2

Малюнок 9: Напруга на клемах котушки

Конденсатор

Що стосується конденсатора, то початкова напруга повинна бути встановлена ​​на рівні 5В.

Малюнок 10: Схема RC-диполя при розряді конденсатора

Формула напруги після вирішення рівняння дає:

Формула для? не змінюється і? = RC = 10мс. Але коли час дорівнює 5?, Напруга становитиме 5% від початкового значення.Струм матиме формулу

Малюнок 11: Розряд напруги конденсатора через резистор R

Малюнок 12: Інтенсивність струму на конденсаторі

Таким чином, ці диполі представляють протилежні явища щодо встановлення електричних величин, і програмне забезпечення QUCS дозволило нам їх візуалізувати. QUCS, непоганий з точки зору ефективності!

Раматулае Драме, стажист у DEFAR-sci