Включение и выключение схем при помощи RC-цепи
Оказывается, что величина выходного напряжения (Uвых) в схеме, показанной на рис. 7.8, зависит от того, насколько заряжен конденсатор. Чем больше электронов он будет содержать (естественно, в пределах своей емкости), тем ближе будет напряжение на выходе схемы.
Соответственно, чем меньше будет заряд в конденсаторе, тем меньше будет и напряжение. Поскольку для работы различных электронных компонентов используются разные уровни напряжения, можно подобрать значения сопротивления и емкости таким образом, чтобы схема включалась или выключалась через определенный промежуток времени.
Пусть, например, нужно зарядить конденсатор за 30 секунд. Известно, что емкость его равняется 15 мкФ. Взяв 2-мегаомный резистор, можно за заданное время добиться заряда конденсатора до 2/3 его емкости. Проверим это утверждение.
Заряд конденсатора до величины 2/3 от его емкости, как правило, обеспечивает достаточный уровень напряжения Uвых, чтобы включить или выключить какую-то схему. Если этого не происходит, можно взять резистор с меньшим сопротивлением, чтобы зарядить конденсатор быстрее.
Проще всего проводить расчеты, выбрав какой-нибудь конденсатор из тех, что под рукой, и рассчитав сопротивление, подходящее для данной емкости. При этом можно подобрать время заряда (разряда).
Для того чтобы рассчитать время заряда конденсатора, оперируют таким параметром, как постоянная времени RC-цепочки. Ее вычисление заключается в элементарном умножении друг на друга сопротивления резистора и емкости конденсатора, взятых в основных единицах (омах для резистора и фарадах для конденсатора). (Как перевести единицы измерения из одного порядка в другой, например 15 мкФ в 0,000015 Ф, рассматривалось в главе 1.)
Постоянная времени нашей RC-цепочки = R х С = 2 000 000 Ом х 0,000015 фарад = 30 секунд.
Если очень хочется иметь возможность плавно регулировать время включения схемы, то можно взять резистор с чуть меньшим, чем нужно, сопротивлением и добавить к нему потенциометр (переменный резистор, сопротивление которого можно изменять от 0 Ом до некоторого максимального предела), подключив их последовательно. Поскольку общее сопротивление включенных таким образом резисторов равно сумме сопротивлений, то общее значение можно будет плавно регулировать, подкручивая потенциометр. Таким образом, можно довольно точно подобрать нужное время заряда конденсатора. Переменные элементы и их свойства рассматривались в главе 4.
Следующие разделы: