Понимание заряда и разряда конденсатора

Я чувствую себя плохо в этот момент. Это будет мой последний пост об этом, однако я объясню себя более ясно и прозрачно, чтобы всем не нужно было догадываться о моих проблемах.

Никогда раньше так не путался с цепью.

Я пытаюсь проанализировать схему прецизионного выпрямителя с конденсатором на нагрузке/выходе.

Конечная цель: Попытка предсказать выход схемы, а также увидеть поведение схемы, чтобы увидеть, нуждается ли она в дальнейшем улучшении.

Я собираюсь шаг за шагом пройти через эту схему и свой мыслительный процесс, и, надеюсь, вы сможете сказать мне, где я ошибся, и показать вам, где я застрял.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

• Как я собираюсь подойти к этой схеме: Предположения

  1. Анализ постоянного тока, потому что из-за диода меняется топология или состояние цепи в зависимости от подъема или опускания волны.

  2. Устойчивое состояние. Я собираюсь предположить, что конденсатор будет значительно заряжен

  3. Нам нужно знать, в каком состоянии находится диод (прямое смещение или обратное смещение).

  4. Ток проходит от высокого электрического потенциала к низкому электрическому потенциалу.

  Запуск анализа:

Поскольку мы работаем с диодом, я предполагаю, что вам придется выполнять математические расчеты для каждого «положительного цикла» и «отрицательного цикла» волны.

^{смоделируйте эту схему}

Чтобы определить, положительный ли ток выходит из операционного усилителя, нам нужно найти все недостающие напряжения (Vout). На самом деле, чтобы найти ток компонентов, нам в любом случае нужно найти недостающие напряжения.

$$\text{Node "0V"}: \frac{0-5}{2k\Omega} + \frac{0-V_{out}}{2k\Omega} = 0$$

$$\frac{-5}{2k\Omega} - \frac{V_{out}}{2k\Omega} = 0$$

$$\frac{-5}{2k\Omega} = \frac{V_{out}}{2k\Omega}$$

$$V_{out} = -5$$

Завершаем все недостающие напряжения, возвращаем их на схему.

^{смоделируйте эту схему}

---

Я застрял здесь в этот момент

Что я думаю про себя прямо сейчас: я хочу выполнить текущий закон, где In = Iout, однако у меня есть только один ток, идущий в узел, поэтому я не могу найти остальные, как показано

$I_{n} = I_{out}$

$2.5\text{ mA} + ??? = ???$

и я не знаю, как получить остальную часть тока, если бы я знал, как получить хотя бы ток из конденсатора, я смог бы узнать ток операционного усилителя, подключив его к приведенному выше уравнению.

Дело в том, что я сказал принять устойчивое состояние, поэтому я думаю, что конденсатор может стать коротким, однако другая проблема заключается в том, что он не говорит мне, заряжается ли конденсатор или разряжается.

---

^{смоделируйте эту схему}

Здесь та же стратегия, определение напряжения, однако на этот раз топология схемы меняется, поскольку операционный усилитель больше не подключается через обратную связь. Таким образом, мы можем предположить, что это просто простая RC-цепочка (упрощенная).

$H(s) = \dfrac{1}{0.0004*s+1}$

Мы берем$\lim_\limits{s\to0}$мы получаем:$H(0) = 5$

Вернемся к схеме:

^{смоделируйте эту схему}

Похоже, наше предположение о диоде сработало, поэтому, когда синусоида поднимается вверх (0-90 градусов), диод находится в RB.

---

Я застрял здесь в этот момент

О чем я сейчас думаю про себя: я до сих пор не знаю, находится ли конденсатор в состоянии зарядки или в состоянии разрядки.

Если бы я предположил, что конденсатор просто короткое замыкание, и ток через него не протекает, но это все из-за предположения об установившемся состоянии. Еще раз вызывает у меня проблему, если я не знаю, заряжается или разряжается конденсатор в течение периода (0-90 градусов) во время подъема синусоидальной волны.

---

^{смоделируйте эту схему}

---

Я застрял здесь в этот момент

Что я думаю про себя прямо сейчас: я хочу выполнить текущий закон, где In = Iout, однако у меня есть только один ток, идущий в узел, поэтому я не могу найти остальные, как показано

$I_n = I_{out}$

$2.5\text{ mA} + ??? = ???$

и я не знаю, как получить остальную часть тока, если бы я знал, как получить хотя бы ток из конденсатора, я смог бы узнать ток операционного усилителя, подключив его к приведенному выше уравнению.

Дело в том, что я сказал принять устойчивое состояние, поэтому я думаю, что конденсатор может стать коротким, однако другая проблема заключается в том, что он не говорит мне, заряжается ли конденсатор или разряжается.

---

^{смоделируйте эту схему}

То же самое с поиском всех напряжений, но на этот раз все напряжения находятся из-за предыдущей восходящей волны, заряжающей конденсатор. Применение его к схеме.

^{смоделируйте эту схему}

---

Что я думаю про себя прямо сейчас: это единственное, что имеет смысл, поскольку я предполагаю, что конденсатор теперь действует как источник напряжения, поэтому очевидно, что ток вытекает из конденсатора и разряжается. Однако меня смущает предположение, что диод не всегда будет открыт для любого$V_{out} > 0$? и ввод > 0?

---

Это достаточно долго и, надеюсь, объясняет мою точку зрения, я не буду вдаваться в негативные циклы, так как, надеюсь, это то же самое, что и позитив. Извините, если я стал более сумбурным ближе к концу, это было довольно поздно писать это.