O que acontece depois de uma constante de tempo?
O capacitor foi carregado a 63,2% (1 - 1/e) da tensão final. Após 5τ, ele está efetivamente totalmente carregado (99,3%).
Calcule a constante de tempo do circuito RC τ = RC. Após uma constante de tempo, o capacitor carrega até 63% da tensão de alimentação.
τ = RC
| Símbolo | Quantidade | Unidade SI |
|---|---|---|
| τ | Constante de tempo | s |
| R | Resistência | Ω |
| C | Capacitância | F |
| t | Tempo para cobrança específica | s |
Esta calculadora de constante de tempo de circuito RC foi criada para verificações físicas rápidas e revisão de problemas resolvidos. Insira os valores nas unidades mostradas ao lado de cada entrada e compare o resultado com a fórmula e a tabela de variáveis antes de usá-lo em uma solução mais longa. A calculadora faz a aritmética, mas a física ainda depende da escolha de um modelo que corresponda à situação.
Comece identificando o sistema, as quantidades conhecidas e a quantidade que deseja encontrar. Se um valor for fornecido em uma unidade não SI, converta-o antes da substituição. Uma resposta numérica correta com unidades mistas ainda pode estar fisicamente errada, especialmente quando estão envolvidas unidades quadradas, segundos inversos, cargas, temperaturas ou distâncias.
A fórmula τ = RC é um modelo, não uma descrição universal de todos os casos possíveis. Assume que as quantidades na tabela de variáveis são as quantidades relevantes para o problema e que os efeitos ocultos são negligenciáveis ou já estão incluídos nas entradas. Se atrito, arrasto, velocidades relativísticas, campos variáveis, temperatura não constante ou efeitos específicos da geometria forem importantes, verifique se é necessário um modelo mais completo.
Use o resultado como uma verificação de magnitude e unidades. Pergunte se a resposta tem o sinal correto, se aumenta ou diminui quando uma entrada muda e se os casos limites fazem sentido. Definir uma entrada como zero, duplicar uma quantidade ou usar um valor muito grande costuma ser suficiente para detectar uma escolha de fórmula ou um erro de unidade antes de chegar a uma resposta final.
Exemplo resolvidoR = 10 kΩ, C = 100 μF. Encontre τ e tempo para chegar a 99%.
Etapa 1: τ = 10000 × 100×10⁻⁶ = 1 s
Etapa 2: Tempo para 99,3% ≈ 5τ
Resposta: τ = 1s; totalmente carregado em ~5 s
O capacitor foi carregado a 63,2% (1 - 1/e) da tensão final. Após 5τ, ele está efetivamente totalmente carregado (99,3%).
A equação de cobrança é uma equação diferencial de primeira ordem cuja solução envolve e^(−t/RC).