Componente electronice: Calculați constante de timp

Știind exact cât timp este nevoie să încărcați un condensator este una din cheile de utilizare corectă a condensatoarelor în circuitele electronice și puteți obține acele informații prin calcularea constantei de timp RC.

Când puneți o tensiune pe un condensator, este nevoie de un pic de timp pentru ca condensatorul să se încarce complet. În acest timp, curentul trece prin condensator. În mod similar, atunci când descărcați un condensator prin plasarea unei sarcini peste el, este nevoie de un pic de timp pentru ca condensatorul să se descarce complet.

Când un condensator se încarcă, curentul curge de la o sursă de tensiune prin condensator. În cele mai multe circuite, un rezistor lucrează în serie cu condensatorul de asemenea.

Un circuit de încărcare a condensatorului.

Rata la care încărcarea condensatorului printr-un rezistor este numită RC constanta de timp ( RC reprezintă rezistor-condensator calculată pur și simplu prin înmulțirea rezistenței în ohmi de capacitatea din farads. Iată formula:

T = R C

De exemplu, să presupunem că rezistența este de 10 kΩ și capacitatea este de 100 μF. Înainte de a face multiplicarea, trebuie mai întâi să transformați μF în farads. Deoarece un μF este de o milionime dintr-un farad, puteți converti μF la farads împărțind μF cu un milion. Prin urmare, 100 μF este echivalent cu 0. 0001 F. Înmulțirea 10 kΩ cu 0. 0001 F vă oferă o constanță de timp de 1 secundă.

Rețineți că dacă doriți să măriți constanta de timp RC, puteți mări rezistența sau capacitatea sau ambele. De asemenea, rețineți că puteți utiliza un număr infinit de combinații de valori de rezistență și capacitate pentru a ajunge la o constantă de timp RC dorită. De exemplu, toate combinațiile următoare de rezistență și capacitate produc o constantă de timp de o secundă:

Rezistență	Capacitate	RC Timp constant
1 k≤	1 000 ìF
10 k	100 F	1 s
100 k	10 F	1 s
1 M	1 F < că în fiecare interval al constantei de timp RC, condensatorul se deplasează cu 63. 2% mai aproape de încărcarea completă. De exemplu, după primul interval, tensiunea condensatorului este egală cu 63. 2% din tensiunea bateriei. Deci, dacă tensiunea bateriei este de 9 V, tensiunea condensatorului este puțin mai mică de 6 V după primul interval, lăsându-l la doar 3 V de la încărcarea completă.	În cel de-al doilea interval de timp, condensatorul ridică 63,2%, nu întreaga tensiune a bateriei de 9V, dar 63% 2% din diferența dintre sarcina de pornire (puțin sub 6 V) și tensiunea bateriei (9 V).Astfel, încărcarea condensatorului preia doar puțin peste două volți adiționali, ridicând-o la aproximativ 8 V.

Acest proces continuă să se repete: în fiecare interval de timp, condensatorul ridică 63. 2% din diferența dintre tensiunea de pornire și tensiunea totală. Teoretic, condensatorul nu va fi niciodată încărcat complet deoarece, odată cu trecerea fiecărei constante de timp RC, condensatorul captează doar un procent din încărcarea disponibilă. Dar, în doar câteva constante de timp, capacitatea devine foarte aproape de încărcarea completă.

Următoarele vă oferă o aproximare utila a procentului de încărcare pe care un condensator îl atinge după primele cinci constante de timp. În toate scopurile practice, puteți considera condensatorul încărcat complet după ce au trecut cinci constante de timp.

Intervalul constant al timpului RC

Procentul total de încărcare