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2021年07月16日 | 用示波器测量 RC 时间常数
2021-07-16 来源：eefocus
今天我们来用示波器来测量 RC 时间常数。
时间常数为电容通过电阻从初始 0 电压充电至最大电压的 63.2% 所需要要的时间，或者是通过同一电阻将电容放电至其初始电压的 36.8% 所需的时间。
电容时间常数的大小与电路中电阻、和电容本身容量有关，按照“T=RC”公式来计算，其中R是电阻，C是电容。
如果 R = 1000 欧姆， C = 100uF,
T= 1000Ω*0.0001F=0.1秒，也就是 100ms。
每次经过1个时间常数，电容充电的电压，为初始电压与最大电压压差的 63.2%。由于电容在充电，电压在上升，因此压差越来越小，压差的 63.2% 也越来越小，进而充电速度也越来越慢。通常认为5个时间常数后，电容就充满了。充放电曲线如下：
我们写 RC 常数为 T.
那么时刻 n 的电压 Vn 与 时刻 n-T 的电压Vi 的关系公式为：
Vn = (V-Vi)*0.632+Vi
举例，充电电压为 9.5 V, n-T 时电压为 2V, 则 n 时刻的电压为：
Vn=(9.5V-2V)*0.632+2V = 6.74V
电路图如下：
按下开关 SW1 电容充电，释放 SW1 电容放电，电池电压为 9.5V。示波器探头放到 A 点，接地夹子接地。
先将电容放电，示波器时基调整至 100ms, 触发方式改为单次触发，电压档位调整至2V。按下按键，给电容充电，捕捉到的波形如下：
要使用示波器测量时间常数，我们只需要在充电曲线上选择两个参考点，然后观察增长63.2％所花费的时间。
这里我们选择 2 V 为参考点，因为 0V 的不容易确认示波器光标的位置。
我们将光标 A 放到 2V 的位置，将光标B 放到 6.74 的位置，此处没有6.74, 我们挑了一个最接近的 6.68V。然后看时间差 ΔX = 108ms。
接近前面的计算结果 100ms。
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史海拾趣
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