¿Qué sucede después de una constante de tiempo?
El capacitor se ha cargado al 63,2% (1 − 1/e) del voltaje final. Después de 5τ está efectivamente completamente cargado (99,3%).
Calcule la constante de tiempo del circuito RC τ = RC. Después de una constante de tiempo, el capacitor se carga al 63% del voltaje de suministro.
τ = RC
| Símbolo | Cantidad | Unidad SI |
|---|---|---|
| τ | Constante de tiempo | s |
| R | Resistencia | Ω |
| C | Capacitancia | F |
| t | Tiempo hasta el cargo específico | s |
Esta calculadora de constante de tiempo de circuito rc está diseñada para realizar comprobaciones físicas rápidas y revisión de problemas resueltos. Ingrese valores en las unidades que se muestran al lado de cada entrada, luego compare el resultado con la fórmula y la tabla de variables antes de usarlo en una solución más larga. La calculadora hace la aritmética, pero la física aún depende de elegir un modelo que coincida con la situación.
Comience identificando el sistema, las cantidades conocidas y la cantidad que desea encontrar. Si un valor se da en una unidad que no pertenece al SI, conviértalo antes de sustituirlo. Una respuesta numérica correcta con unidades mixtas aún puede ser físicamente incorrecta, especialmente cuando se trata de unidades al cuadrado, segundos inversos, cargas, temperaturas o distancias.
La fórmula τ = RC es un modelo, no una descripción universal de todos los casos posibles. Se supone que las cantidades en la tabla de variables son las cantidades relevantes para el problema y que los efectos ocultos son insignificantes o ya están incluidos en los datos de entrada. Si la fricción, el arrastre, las velocidades relativistas, los campos cambiantes, la temperatura no constante o los efectos específicos de la geometría son importantes, compruebe si se necesita un modelo más completo.
Utilice el resultado como verificación de magnitud y unidades. Pregunte si la respuesta tiene el signo correcto, si crece o se reduce cuando cambia una entrada y si los casos límite tienen sentido. Establecer una entrada en cero, duplicar una cantidad o utilizar un valor muy grande suele ser suficiente para detectar una elección de fórmula o un error de unidad antes de llegar a una respuesta final.
Ejemplo resueltoR = 10 kΩ, C = 100 µF. Encuentre τ y el tiempo para alcanzar el 99%.
Paso 1: τ = 10000 × 100×10⁻⁶ = 1 s
Paso 2: Tiempo hasta el 99,3% ≈ 5τ
Respuesta: τ = 1 s; completamente cargada en ~5 s
El capacitor se ha cargado al 63,2% (1 − 1/e) del voltaje final. Después de 5τ está efectivamente completamente cargado (99,3%).
La ecuación de carga es una ecuación diferencial de primer orden cuya solución implica e^(−t/RC).