電容、電感與交流電路
時間常數
當你把電阻接到電容(或電感)上,東西並不會瞬間改變。它們會沿著一條平滑的曲線,緩緩趨近最終值。時間常數告訴你這有多快:它是電路天生的安定步調,就像一杯熱飲要花多久才會冷卻到接近室溫。
對一個電阻 R 為電容 C 充電的電路,時間常數是 tau = R times C。在 tau 秒內,電壓會走完距離最終值剩餘差距的約 63%;過了約 5 個 tau 之後,誤差已在 1% 以內,實際上就算完成了。例子:R = 10 千歐姆、C = 10 uF,得到 tau = 10000 times 0.00001 = 0.1 秒,所以電容大約半秒內就幾乎充飽。對電感與電阻的組合,時間常數則改為 tau = L/R。
這種趨近是指數型的:曲線一開始很陡,愈接近目標愈平緩,永遠不是一條直線。時間常數決定開關彈跳的延遲、RC 濾波器的反應,以及去耦電容再充電的快慢。提醒:充飽只是近似說法。在數學上它只有在無窮遠處才真正到達目標;實務上 5 個 tau 已經夠接近了。
R = 1 千歐姆、C = 100 uF,得 tau = 0.1 秒。從 0 V 朝 5 V 充電,經過 0.1 秒電容到約 3.16 V(63%),經過 0.5 秒到約 4.97 V。
一個時間常數走完 63% 的差距。
RC 電路的 tau = RC,但 RL 電路的 tau = L/R。電感是除以電阻而非乘上電阻,把兩條公式搞混是常見的失誤。
又称
另见