Нахождение эквивалентного сопротивления для постоянной времени в RC цепи

введите описание изображения здесь

Учитывая приведенную выше схему первого порядка. Переключатель был замкнут в течение длительного времени и открыт в т "=" 0 . Найдите уравнение для напряжения в с ( т ) через конденсатор после размыкания ключа.

Я определил, что в с ( 0 ) "=" 7,619 В , но не может найти постоянную времени.

Вот моя работа для попытки получить р т час .

введите описание изображения здесь

подсказка - какое сопротивление источника тока? Как это влияет на общее сопротивление конденсатора?
Имеет ли идеальный источник тока сопротивление?
Каково соотношение V/I для идеального источника тока?
Я вижу, что идеальный источник тока должен иметь бесконечное сопротивление, но я все еще не уверен, как это помогает.
Каково параллельное сопротивление резистора R и бесконечного импеданса? И как это повлияет на постоянную времени или резистор и конденсатор (RC)?

Ответы (2)

Поскольку это вопрос домашнего задания, я дам расширенную подсказку в качестве «ответа». Во-первых, рассмотрим, что означает часть «R» постоянной времени RC. Это сопротивление, через которое должен разряжаться конденсатор, чтобы е 1 от его первоначальной стоимости. Мы знаем, что переключатель разомкнут, поэтому левая сторона цепи фактически отключена, нас интересует только правая сторона цепи (справа от переключателя, включая резистор 50 кОм).

Обычно, если у нас есть только независимые источники, мы можем удалить их (путем короткого замыкания идеальных источников V и размыкания идеальных источников I), но в этой схеме есть зависимый источник тока, поэтому мы не можем сделать это так же просто. Однако схема является линейной, поэтому мы все же можем найти эквивалентный резистор с точки зрения конденсатора , что вам и нужно сделать, чтобы найти постоянную времени.

Напомним процедуру определения сопротивления Thevenin в случае с зависимыми источниками. Это делается путем подачи испытательного напряжения (например, В т е с т "=" 1 В ) на клеммах, и найти результирующий ток ( я т е с т ). Тогда эквивалентное сопротивление р Т час "=" В т е с т я т е с т .

Также обратите внимание, что вам не обязательно подавать испытательное напряжение и рассчитывать испытательный ток. Иногда (как я думаю в этой схеме) математика проще применить тестовый ток и рассчитать тестовое напряжение. В любом случае, если у вас есть пара V/I, вы можете рассчитать эквивалентное сопротивление.
Так будет ли мой R_th 40k?
Думаю, я сделал ошибку. R_th 22,222 кОм?
Это не то, что у меня есть, загрузите свою работу, и мы сможем увидеть. Кроме того, не обращайте внимания на то, что я сказал о тестовом токе - в целом это хороший подход, но я думаю, что в этой проблеме это проблема.
Я отредактировал свой вопрос с работой, чтобы найти R_th.
В основном, за исключением того, что по какой-то причине у вас 5/4 А проходит через 50К? Если этот верхний узел составляет 40 кВ, а сопротивление до земли составляет 50 кОм, каким должен быть ток?
Извините, я исправил ошибку, когда решал ее. Ниже я использовал 4/5.
Я думаю правая ветка вас излишне смущает. Мы знаем напряжение в верхнем узле 40 кВ, потому что вы заставили его быть таким с вашим тестовым напряжением. Следовательно, помеченное i(t) должно быть отношением i=V/R, которое равно 1A. Однако вы не учли влияние зависимого источника тока, который всегда будет обеспечивать четверть этого значения, или 1/4 А. Итак, каков ток, проходящий через две крайние правые ветви, которые фактически обеспечиваются тестом? источник напряжения?
Так будет ли он на самом деле обеспечивать испытательный ток 31/20 А?
Да какое у вас эквивалентное сопротивление тогда? Кроме того, вы должны убедиться, что это согласуется с другим (но столь же правильным) подходом Альфреда Центавра.

Это немного сложно, учитывая наличие контролируемого источника.

Пока не буду решать за вас задачу, скажу, что можно объединить управляемый источник тока и два крайних правых резистора в одно эквивалентное сопротивление р Е Вопрос то есть параллельно с 50 к Ом резистор.

Подсказка: напряжение на двух крайних правых резисторах (и, следовательно, на источнике тока) равно ( 15 к Ом + 25 к Ом ) я ( т )

А вот ток через верхний провод, соединяющий конденсатор с источником тока/резисторы, всего лишь 0,75 я ( т ) . Таким образом, эквивалентное сопротивление справа от конденсатора равно...

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Означает ли это, что тестовый ток должен быть 0,75i? Означает ли это, что R_th должно быть 53,333 кОм?
@ChrisCrutchfield, эквивалентное сопротивление справа от конденсатора действительно составляет 53,3 кОм. Мы не использовали тестовый ток — мы просто использовали KCL. Однако мы могли бы использовать тестовый ток. Пусть испытательный ток (справа от конденсатора) равен 1А. Тогда ток через резисторы должен быть 4/3 А, чтобы удовлетворить KCL. Таким образом, напряжение из-за испытательного тока 1 А составляет (4/3) 40 кОм = 53,3 кВ, что подразумевает эквивалентное сопротивление 53,3 кОм.