Измерьте емкость в софтвере с помощью Tina/Multisim/других симуляторов

Ступенчатое напряжение постоянного тока с фиксированным выходным сопротивлением на клеммах. Вы должны быть в состоянии выполнить анализ переходных процессов и оценить постоянную времени экспоненциального роста напряжения в сети. Постоянная времени = RC, поэтому, если вы знаете R, вы знаете C.

Если вы не можете выполнить ступенчатую функцию, вам не повезло. Вы не можете измерить емкость, если что-то не меняется.

Насколько я знаю, прямого способа измерения емкости в симуляторах (например, емкостометром) нет. Обратите внимание, что для этого проекта нам разрешены только источники постоянного тока .

Мы пришли к решению этой проблемы, реализовав то, что узнали об установившемся отклике RC-цепи. Таким образом, мы включили резистор и источник напряжения в нашу схему. Вот одна из схем, которые мы разработали:

В Tina-TI 9 на вкладке «Анализ» есть решатель устойчивого состояния . Он создаст график реакции конденсатора во время зарядки и до тех пор, пока он не достигнет установившегося состояния. По оси абсцисс отложено время, а по оси у — напряжение.

Зная, что каждой постоянной времени τ (тау) соответствует определенный процент входного напряжения, хранящегося в конденсаторе, мы использовали инструмент курсора , чтобы найти на графике соответствующее время τ. Затем мы можем вычислить емкость, поскольку$C = \fracτ{nR}.$

Вот одна из таблиц в нашем техпаспорте:

Вот график, смоделированный в Tina-TI 9.

Вы можете добавить источник синусоидального сигнала на входные клеммы с известной амплитудой и частотой. Запустите симуляцию и найдите напряжения и токи, протекающие через каждый конденсатор. Затем вы можете рассчитать импеданс каждого конденсатора, разделив напряжение на ток через. Затем по этому импедансу можно рассчитать емкость, поскольку частота известна. Полную емкость сети можно рассчитать по импедансу, найденному путем деления напряжения генератора на ток через генератор.