Временска константа електричног кола - шта је то и где се користи

Периодични процеси су инхерентни природи: дан прати ноћ, топло годишње доба је замењено хладном, итд. Период ових догађаја је скоро константан и стога се може строго одредити. Штавише, имамо право да тврдимо да периодични природни процеси наведени као пример не обезвређују, барем у смислу животног века особе.

Међутим, у техници, у електротехници и електроници, посебно, нису сви процеси периодични и континуирани. Обично се неки електромагнетни процеси прво повећавају, а затим смањују. Често је материја ограничена само на фазу почетка осциловања, која нема времена да заиста подигне брзину.

Често се у електротехници могу наћи такозвани експоненцијални транзијенти, чија је суштина да систем једноставно тежи да достигне неко равнотежно стање, које на крају личи на стање мировања. Такав прелаз може бити или растући или опадајући.

Спољна сила прво доводи динамички систем из равнотеже, а затим не спречава природни повратак овог система у првобитно стање. Ова последња фаза је такозвани прелазни процес, који се одликује одређеним трајањем. Поред тога, процес дебалансирања система је такође пролазан процес са карактеристичним трајањем.

На овај или онај начин, временску константу прелазног процеса називамо њеном временском карактеристиком, која одређује време након којег ће се одређени параметар овог процеса променити пута „е“, односно повећати или смањити за око 2,718 пута. у поређењу са почетним стањем.

Размотримо, на пример, електрично коло које се састоји од извора једносмерног напона, кондензатора и отпорника. Овај тип кола где је отпорник повезан у серију са кондензатором назива се РЦ интеграционо коло.

Ако се у почетном тренутку напаја такво коло, односно да се на улазу постави константан напон Уин, онда ће Уоут — напон у кондензатору почети експоненцијално да расте.

Након времена т1, напон кондензатора ће достићи 63,2% улазног напона. Дакле, временски интервал од почетног тренутка до т1 је временска константа овог РЦ кола.

Ова константа ланца назива се «тау», мери се у секундама и означава одговарајућим грчким словом. Нумерички, за РЦ коло, оно је једнако Р * Ц, где је Р у омима, а Ц у фарадима.

Интегришућа РЦ кола се користе у електроници као нископропусни филтери када више фреквенције морају бити одсечене (потиснуте), а ниже фреквенције морају бити пропуштене.

У пракси се механизам такве филтрације заснива на следећем принципу. За наизменичну струју, кондензатор делује као капацитивни отпор чија је вредност обрнуто пропорционална фреквенцији, односно, што је фреквенција већа, то ће реактанца кондензатора у омима бити нижа.

Према томе, ако се наизменична струја пропушта кроз РЦ коло, онда ће, као на краку разделника напона, одређени напон пасти на кондензатору, пропорционално његовом капацитету на фреквенцији струје која пролази.

Ако су гранична фреквенција и амплитуда улазног наизменичног сигнала познате, онда пројектанту неће бити тешко да одабере такав кондензатор и отпорник у РЦ колу, тако да минимални (гранични) напон (за гранична фреквенција — горња граница фреквенције) пада на кондензатор, пошто реактанца улази у делилац заједно са отпорником.

Сада размотрите такозвани диференцирајући круг. То је коло које се састоји од отпорника и индуктора повезаних у серију, РЛ коло. Његова временска константа је нумерички једнака Л / Р, где је Л индуктивност завојнице у хенрима, а Р отпор отпорника у омима.

Ако се на такво коло примени константни напон из извора, након неког времена тау напон завојнице ће се смањити у односу на У ин за 63,2%, односно у потпуном складу са вредношћу временске константе за ово електрично коло. .

У круговима наизменичне струје (наизменични сигнали), ЛР кола се користе као високопропусни филтери када се ниске фреквенције морају прекинути (потиснути), а фреквенције изнад (изнад граничне фреквенције — доње границе фреквенције) — су изостављене.Дакле, што је већа индуктивност завојнице, то је већа фреквенција.

Као иу случају РЦ кола о којем је горе дискутовано, овде се користи принцип дјелитеља напона. Струја веће фреквенције која пролази кроз РЛ коло ће резултирати већим падом напона на индуктивности Л, као и код индуктивног отпора који је део дјелитеља напона заједно са отпорником. Задатак пројектанта је да одабере такве Р и Л тако да се минимални (гранични) напон калема добије тачно на граничној фреквенцији.