RC-цепь зарядки и разрядки

Вот еще один взгляд на проблему:

Конденсаторы изначально разряжены и мгновенно заряжаются до одинакового напряжения 2,5 В (поскольку оба имеют одинаковую емкость) при подаче импульса. Теперь, когда на C1 (и, следовательно, на R) есть 2,5 В, резистору в данный момент требуется ток 2,5 мА.

Теперь единственный путь для тока лежит через C0. Это заряжает конденсатор C0. Это означает, что конденсатор C1 разряжается, поскольку сумма напряжений на C0 и C1 должна составлять 5 В.

Вы также можете использовать теорему Тевенина, чтобы получить правильное представление о схемах и получить более быстрые решения.

Однако легче получить установившиеся значения напряжения и тока, упростив схему с помощью комплексного импеданса. Если схема имеет первый порядок (что обычно бывает при решении задач такого рода), вы должны знать, что переходная характеристика будет экспоненциальной. Вот как вы это делаете:

Эффективный импеданс параллельной комбинации резистора R и 1/sC1 (импеданс конденсатора в области Лапласа):

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

Установившееся напряжение на C1 будет:

$$Vc1 =\frac{ VinZ1}{Z1+Z2}$$ Поскольку s=0 для постоянного напряжения, импеданс Z2 в установившемся режиме равен бесконечности, а Z1=R.

$$Vc1 =0$$

$$Vc0 = \frac{ VinZ2}{Z1+Z2} = \frac{Vin}{\frac{Z1}{Z2}+1} = 5V$$ Как только вы узнаете значение устойчивого состояния, вы можете построить необходимые параметры схемы, если вы знаете начальные значения.

Вместо использования vpulse для построения схемы переходных процессов вы можете использовать источник постоянного тока (vdc) и установить начальное напряжение конденсатора (или начальный ток через индуктор) равным нулю и запустить симуляцию. Если вы этого не сделаете, симулятор покажет только установившееся значение.

Простой способ посмотреть на это выглядит следующим образом:

Следовательно, оба конденсатора мгновенно заряжаются до 2,5 В, как показано на рисунке.

Правильный. С этого момента C1 разряжается на R0, поэтому его напряжение падает. Поскольку напряжение на C1 и C0 должно составлять в сумме 5 В, C0 должен заряжаться.

Альтернативный способ взглянуть на это:

Если бы C1 не было, то C0 заряжался бы до 5 В через R0. Поскольку C1 находится там, он дает толчок к 5/2 В, и заряд RC продолжается оттуда.