Цепь серии RR\text{R} и CC\text{C}

У меня есть цепь серии R и C с источником постоянного напряжения. Я хочу найти функцию зарядки конденсатора. Мой вопрос: правильный ли метод я использую?


Моя работа (с использованием преобразования Лапласа):

{ U в ( т ) "=" U С ( т ) + U р ( т ) U р ( т ) "=" я р ( т ) р я С ( т ) "=" U С ( т ) С я в ( т ) "=" я С ( т ) "=" я р ( т )             л             { U в ( с ) "=" U С ( с ) + U р ( с ) U р ( с ) "=" я р ( с ) р я С ( с ) "=" С с U С ( с ) С U С ( 0 ) я в ( с ) "=" я С ( с ) "=" я р ( с )

Итак, мы получаем:

U в ( с ) "=" я в ( с ) + С U С ( 0 ) С с + я в ( с ) р я в ( с ) "=" U в ( с ) U С ( 0 ) с р + 1 С с

Итак, когда я хочу найти U_c(s):

я в ( т ) "=" U С ( т ) С             л             U в ( с ) U С ( 0 ) с р + 1 С с "=" С с U С ( с ) С U С ( 0 )

Решение U_c(s) дает мне:

U С ( с ) "=" U в ( с ) U С ( 0 ) с р + 1 С с + С U С ( 0 ) С с

Зная, что источником напряжения является постоянный ток:

U в ( с ) "=" U в с

Так:

U С ( с ) "=" U в с U С ( 0 ) с р + 1 С с + С U С ( 0 ) С с "=" U в U С ( 0 ) р с + 1 С + С U С ( 0 ) С с

Используя обратное преобразование Лапласа, я нашел:

U С ( т ) "=" U в + е т CR ( U С ( 0 ) U в )

Это один из способов сделать это. Я считаю, что просто составить дифференциальное уравнение с постоянным коэффициентом первого порядка так же просто для простой RC-цепи с использованием KVL. Обратное преобразование Лапласа — нетривиальная вещь, поэтому мы используем таблицы или компьютеры, чтобы сделать это за нас. Принимая во внимание, что эквалайзер дифференциала первого порядка на самом деле прямолинеен. Но если вашей задачей было использовать Лапласа, то молодец.
Мне, студенту, все это было понятно...
это правильно, но будет понятнее, если вы выразите это как Uin[1-exp(-t/RC) + IC's, так что восходящая экспоненциальная природа абсолютно очевидна.

Ответы (1)

Да, ваш метод и результат верны. Быстрый способ проверить - посмотреть, дает ли ваш результат правильный результат при t = 0 и бесконечности, при условии, что начальное условие равно 0. При t=0 экспоненциальный член равен 1, и у вас есть Uc=Vin-Vin=0, хорошо. На бесконечности экспоненциальный член равен 0, и у вас есть Uc = Vin. Эти два значения связаны экспоненциальной функцией, которая, как мы знаем, верна для RC первого порядка.