RC Circuito Carga y descarga

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He estado estudiando acerca de la respuesta de tiempo de los circuitos RC. He analizado el circuito de abajo.

Laseñaldeentradaesunaseñaldepulsodeunanchode1,5segundosyunperíodode3segundos.Alternandoentre0Vy5V.Asíqueaquíestálarespuestatransitoriaqueheobtenido.

La primera cifra es el voltaje a través del condensador C1 y el segundo es el voltaje a través de C0. Ahora, lo que entendí es que cuando la entrada cambia de 0 v a 5 v, los condensadores actúan como un cortocircuito y la resistencia no tiene ninguna acción en este punto. Por lo tanto, ambos condensadores se cargan instantáneamente a 2.5 v como en la figura. Sin embargo, una vez que la tensión de entrada se estabiliza a 5 V, la resistencia entra en vigor.

Entonces, mi duda es, ¿por qué el condensador C1 se descarga de 2.5 v a 0 v mientras que el condensador c0 se carga de 2.5 a 5 v?

    
pregunta Anjana Verma

2 respuestas

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Aquí hay otra forma de ver el problema:

Los condensadores están inicialmente descargados y se cargan instantáneamente al mismo voltaje 2.5V (ya que ambos tienen la misma capacidad) cuando se aplica el pulso. Ahora que hay 2.5V en C1 (y, por lo tanto, en R), la resistencia exige una corriente de 2.5mA en el instante.

Ahora la única ruta para la corriente es a través de C0. Esto carga el condensador C0. Esto quiere decir que el condensador C1 se está descargando ya que el voltaje a través de C0 y C1 debe sumar hasta 5V.

También puedes usar el teorema de Thevenin para obtener una visión adecuada de los circuitos y obtener soluciones más rápidas.

Sin embargo, es más fácil obtener los valores de estado estable de voltajes y corrientes simplificando el circuito utilizando impedancia compleja. Si el circuito es de primer orden (que suele ser el caso cuando se presentan problemas de este tipo), sabría que la respuesta a pasos sería exponencial Aquí es cómo lo haces:

La impedancia efectiva de la combinación paralela de la resistencia R y 1 / sC1 (impedancia del condensador en el dominio de la ubicación) es:

$$ Z1 = \ frac {R * (\ frac {1} {sC1})} {R + \ frac {1} {sC1}} = \ frac {R} {1 + sRC1} $$ Z2 = 1 / sC0

El voltaje de estado estable en C1 sería:

$$ Vc1 = \ frac {VinZ1} {Z1 + Z2} $$ Dado que s = 0 para voltajes de corriente continua, La impedancia de estado estacionario Z2 es infinita y Z1 = R.

$$ Vc1 = 0 $$

$$ Vc0 = \ frac {VinZ2} {Z1 + Z2} = \ frac {Vin} {\ frac {Z1} {Z2} +1} = 5V $$ Una vez que sepa el valor de estado estable, puede trazar los parámetros del circuito requeridos si conoce los valores iniciales.

En lugar de usar vpulse para trazar transitorios de circuito, puede usar una fuente de CC (vdc) y configurar el voltaje inicial del capacitor (o corriente inicial a través del inductor) a cero y ejecutar la simulación. Si no lo hace, el simulador mostrará solo el valor de estado estable.

    
respondido por el Aditya Patil
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Una forma sencilla de verlo es la siguiente:

  

Por lo tanto, ambos condensadores se cargan instantáneamente a 2.5 v como en la figura.

Correcto. Desde este punto, en C1 se descarga por R0, por lo que su voltaje cae. Dado que la tensión en C1 y C0 debe sumar 5 V, C0 debe estar cargando.

Forma alternativa de verlo:

Si C1 no estaba allí, C0 cargaría hasta 5 V a través de R0. Dado que C1 está , da una patada a 5/2 V y la carga RC continúa desde allí.

    
respondido por el Transistor

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