RC充放电电路的原理与波形分析清风电子

RC电路

RC电路是指由电阻R和电容C组成的电路，它是脉冲产生和整形电路中常用到的电路。

超级电容

1.RC充、放电电路

RC充、放电电路如图所示：

RC充放电电路

下面通过充电和放电两个过程来分析这个电路。

(1)RC充电电路

RC充电电路如图所示：

RC充电电路

将开关S置于“1”处，电源E开始通过电阻R对电容C充电，由于刚开始充电时电容两端没有电荷，故电容两端电压为0,即口。=0。从图可以看出Ur+Uo=E,因为S=0V，所以刚开始时Ur=E，充电电流I=Ur/R,该电流很大，它对电容C充电很快。随着电容不断被充电，它两端电压U0很快上升，电阻R两端电压UR不断减小，当电容两端充的电压U0=E时，电阻两端电压UR=0,充电结束。充电时电容两端电压变化曲线如上图所示。

常用的电容

电容充电速度与R、C的大小有关：R的阻值越大，充电越慢，反之越快；C的容量越大，充电越慢，反之越快。为了衡量RC电路充电快慢，常采一个时间常数τ(念作“tao”),时间常数是指R和C的乘积，即

τ=RC

τ的单位是秒(s),R的单位是欧姆(Ω),C的单位是法拉(F)。

RC充电电路在刚开始充电时充电电流大，以后慢慢减小，经过r=0.7τ,电容上充得的电压U0约有0.5E(即U0=0.5E),通常规定在t=(3~5)τ时，U0=E,充电过程基本结束。另外，RC充电电路时间常数t越大，充电时间越长，反之则时间越短。

(2)RC放电电路

RC放电电路如图所示。

RC放电电路

电容C充电后，将开关S置于“2”处，电容C开始通过电阻R放电，由于刚开始放电时电容两端电压为E,即U0=E,放电电流I=U0/R,该电流很大，电容C放电很快。随着电容不断放电，它两端电压U0很快下降，因为U0不断下降，故放电电流也很快减小，当电容两端电压U0=0时，放电电流也为0。放电结束，放电时电容两端电压变化曲线如上图所示。

电容放电速度与R、C的大小有关：R的阻值越大，放电越慢，反之越快；C的容量越大，放电越慢，反之越快。

RC放电电路在刚开始放电时放电电流大，以后慢慢减小，经过t=0.7τ,电容上的电压U0约下降到0.5E(U0=0.5E),经过t=(3~5)τ,U0=0放电过程基本结束；RC放电电路的时间常数τ越大，放电时间越长，反之则时间越短。