Sistemler · Elektrik · Adım 3
RC Devresi Şarj ve Deşarj
AC sinüs sürekli ritim konuşur; RC ise tek seferlik transient: sabit DC verildiğinde veya kesildiğinde sistemin hedefe nasıl yaklaştığını, sonra neden yavaşladığını okuruz.
Önceki adım: AC Sinüs Dalgası · Sonraki adım: PWM Motor Kontrolü · Seri girişi: Elektrik Sistemleri Girişi
RC transient nedir?
Üstel geçiş · kapasitör dolması
Kapasitör boşken akıma yol verir; dolunca akım söner; gerilim ise sabırla birikir. Bu sayfa AC’nin sürekli ritminden bilinçli olarak ayrılır: tek seferlik geçiş okunur.
τ ve %63,2 eşiği
Devrenin kimlik kartı
τ = R × C (saniye) devrenin kimlik kartıdır. 1τ anında şarjda ≈ %63,2 doluluk; 5τ sonrası pratikte bitti kabul edilir. Deşarj, şarj eğrisinin ayna yansımasıdır. Laboratuvarda 1τ çizgisi kalın, LEDGER’de t/τ ve Vc% aynı eşiği okur; 1τ Spotlight playhead’i τ’de kilitler.
Canlı laboratuvar
Hesapla · Gözlemle · Değiştir · İzle
Transient Chamber · Switch Deck
Osiloskop laboratuvarı değil; biriken enerji odası. Solda Switch Deck (Vs hücresi, R gövdesi, anahtar kolu) ve kapasitör doluluğu; sağda Vc / I eğrileri ile LEDGER (Vc%, t/τ, |I|, τ). Turuncu playhead zamanı; 1τ işareti ve halka %63 eşiğini vurgular. 1τ Spotlight önayarı simülasyonu τ’de kilitler. Hayalet iz R/C/Vs değişince önceki eğriyi bırakır.
Byteomi sistem · CANLI · Switch Deck
Vs–R–switch–C · Vc üstel yaklaşım · I tepe sonra sönüm · 1τ = %63 · LEDGER · ghost · referans R=1 kΩ · C=10 µF · Vs=5 V.
;
;
;
Hesapla · Gözlemle · Değiştir · İzle: Vc yükselirken I düşer; R veya C’yi ikiye katlayın — τ uzar. 1τ Spotlight ile %63’te kilitleyin; LEDGER Vc% ≈ 63 ve t/τ ≈ 1 okusun. Hayalet iz önceki eğriyi hatırlatır. AC / PWM bu odanın işi değil.
Kısa deneyler: (1) Referans → Yavaş τ: eğri sağa kayar, τ ms büyür. (2) Hızlı τ: 5τ erken biter. (3) 1τ Spotlight: playhead τ’de durur, halka yanar. (4) Deşarj: Vc düşerken I hâlâ üstel sönüm. (5) Vs’yi yükseltin — şekil aynı, ölçek büyür; τ değişmez.
Aşağıdaki kod, laboratuvarın hesap çekirdeğinin sadeleştirilmiş hâlidir; kaydırıcılar aynı denklemleri besler.
// RC transient — şarj (sadeleştirilmiş)
const tau = resistanceOhm * capacitanceFarad;
const vc = supplyV * (1 - Math.exp(-t / tau));
const current = (supplyV / resistanceOhm) * Math.exp(-t / tau);
const atOneTau = 1 - Math.exp(-1); // ≈ 0.632Sezgi tuzakları
Üsteli yanlış okumamak için
Her tuzak Switch Deck’te bir önayar, Vs/R/C veya LEDGER satırına bağlanır — sahne ile panel aynı hikâyeyi anlatır.
- “Kapasitör gerilimi anında Vs olur.” Hayır. Üstel yaklaşır; 1τ ≈ %63, 5τ ≈ pratik bitiş (1τ Spotlight).
- “Akım da gerilim gibi yavaş yükselir.” Hayır. Şarjda I t=0’da tepe, sonra sönüm — Vc ters yönde birikir.
- “Vs’yi artırınca τ kısalır.” Hayır. τ = R·C; Vs yalnızca ölçeği büyütür (Vs kaydırıcısı + LEDGER τ).
- “Deşarjda enerji yok olur.” Hayır. Enerji R’de ısıya döner; eğri ayna gibi düşer (Deşarj önayarı).
- “Bu oda AC / PWM dersidir.” Hayır. Tek seferlik geçiş; sürekli ritim başka sayfaların işidir.