先从数学上最简单的情形来看RC电路的特性。假定RC电路接在一个电压值为的直流电源上很长的时间了,电容上的电压已与电源相等(关于充电的过程在后面讲解),在某时刻突然将电阻左端S接地,电容上进入了放电状态。理论分析时,将时刻取作时间的零点。
依据KVL定律,建立电路方程:
初值条件是
这是一阶齐次微分方程,其通解为:,
代入原方程后得:
特征方程为:
特征根为:
根据
得:;
故满足初值的微分方程的解为:.
可以看出电容上电压衰减的快慢取决于指数中的大小,其大小仅取决于电路结构与元件的参数。
当电阻的单位是Ω,电容的单位是F时,乘积RC的单位为秒(s),用表示。
则电容电压可记为。 0时间常数是电容上电压下降到初始值的1/e=36.8% 经历的时间。
当t =4t时 ,电容电压已经很小,一般认为电路进入稳态。
以上称为RC一阶电路的零输入响应。
RC电路:一个电阻器和一个电容器组成