Matematyka.pl

Narysować i uzasadnić przebieg czasowy napięcia wyjściowego \(\displaystyle{ u_{wy}(t)}\) w układzie, jeśli początkowe napięcie na kondensatorze \(\displaystyle{ u_c(0)=-5V}\) i występuje ograniczenie \(\displaystyle{ \left| U_{wymax}\right| =13.5V}\) No i jak rozumiem ten kondensator będzie ładowany przez to źródło prądowe..
Skoro \(\displaystyle{ i=\frac{\dd q}{\dd t}}\) oraz \(\displaystyle{ C=\frac{Q}{U}}\)

to źródło prądowe będzie dostarczało \(\displaystyle{ 1mA=1\frac{mC}{s}=1\frac{\mu C}{ms}}\) ładunku do kondensatora

więc w ciągu milisekundy będziemy mieć zmianę \(\displaystyle{ \Delta U=\frac{\Delta Q}{C}=\frac{1\mu C}{1\mu F}=1V}\)

Jeśli diodę zastąpimy idealną diodą i źródłem napięciowym \(\displaystyle{ 0,7V}\) skierowanym w "dół", no to mamy źródło napięciowe \(\displaystyle{ 5,7V}\) u góry. Ale.. co dalej?

buldozer pisze:Jeśli diodę zastąpimy idealną diodą i źródłem napięciowym \(\displaystyle{ 0,7V}\) skierowanym w "dół", no to mamy źródło napięciowe \(\displaystyle{ 5,7V}\) u góry. Ale.. co dalej?

Ja w pierwszej kolejności bym dla uproszczenia przyjął diodę idealną po prostu. Kondensator ładuje się liniowo prądem źródła od \(\displaystyle{ -5 \ \text{V}}\) do napięcia \(\displaystyle{ 5 \ \text{V}}\), potem prąd źródła prądowego przejmuje dioda, a kondensator się nie ładuje (czyli napięcie pozostaje stałe).

Ale w drugiej kolejności można przyjąć lepszy model diody w postaci szeregowo połączonych źródła napięcia i diody idealnej - wtedy po prostu kondensator naładuje się do większej wartości o napięcie tego źródła występującego w modelu diody.

Napięcie kondensatora potem trzeba przemnożyć przez wzmocnienie układu wzmacniacza nieodwracającego i ograniczyć/obciąć przebieg "na plusie" i "na minusie" do \(\displaystyle{ 13,5 \ \text{V}}\).

Tak to widzę.

I tak też jest w odpowiedzi.

Natomiast mam 2 pytania:

1)

mdd pisze:Kondensator ładuje się liniowo prądem źródła od do napięcia , potem prąd źródła prądowego przejmuje dioda, a kondensator się nie ładuje (czyli napięcie pozostaje stałe).

Czemu prąd stały ładuje kondensator, a nie płynie od razu przez diodę? Przecież dla niego kondensator to rozwarcie

2) Skoro na zacisku "+" WO (chyba?) mamy stałe napięcie źródło + dioda \(\displaystyle{ 5,7V}\), to czemu napięcie wejściowe układu to będzie \(\displaystyle{ U_C}\)?

buldozer pisze:Czemu prąd stały ładuje kondensator, a nie płynie od razu przez diodę? Przecież dla niego kondensator to rozwarcie

Kondensator stanowi przerwę dla prądu stałego, ale dopiero wtedy gdy się już naładuje.

Faza ładowania kondensatora - wtedy dioda jest spolaryzowana zaporowo:

\(\displaystyle{ J=C\frac{du_{C}}{dt} \wedge u_{C}(0)=-5 \ \text{V} , \quad \text{gdzie:} \quad u_{C}<\left( U_{z}+5\ \text{V} \right)}\)

\(\displaystyle{ U_{z}}\) - napięcie progowe diody

Faza przewodzenia diody, czyli wtedy, gdy: \(\displaystyle{ u_{C} \ge \left( U_{z}+5\ \text{V} \right)}\)

\(\displaystyle{ J=C\frac{du_{C}}{dt}+\frac{u_{C}-U_{z}-5 \ \text{V}}{r} \wedge u_{C}(0)=U_{z}+5 \ \text{V}}\)

\(\displaystyle{ r}\) - rezystancja diody w kierunku przewodzenia

buldozer pisze: Skoro na zacisku "+" WO (chyba?) mamy stałe napięcie źródło + dioda \(\displaystyle{ 5,7V}\), to czemu napięcie wejściowe układu to będzie \(\displaystyle{ U_C}\)?

Napięcia wejść "+" i "-" względem masy się liczą.