RC-tidskonstantkalkylator
Beräkna tidskonstanten och laddnings-/urladdningstider för RC-kretsar.
Vad aaer en RC-tidskonstantkalkylator?
En RC-krets (motstaaend-kondensator) aaer den enklaste tidskretsen inom elektronik. Tidskonstanten tau = R gaanger C bestaaemmer hur snabbt kondensatorn laddas eller laddas ur. Efter en tidskonstant har kondensatorn naaett 63,2% av sin slutspaenning (laddning) eller sjunkit till 36,8% (urladdning). Efter fem tidskonstanter anses kretsen praktiskt taget fullladdad (99,3%).
RC-kretsar anvaends oeverallt i elektronik: laagpassfilter (bloeckerar hoega frekvenser), hoegpassfilter (bloeckerar laaga frekvenser), avbrytningskretsar, foeeerdroeejningstimer och integratorkretsar. Graansfrekvensen foer ett enkelt RC-filter aaer f = 1 / (2 gaanger pi gaanger R gaanger C).
Laddnings- och urladdningskurvor
Laddning foeljer en exponentiell kurva: V(t) = Vmax gaanger (1 - e upphoeejt till (-t/RC)). Vid 1 tau naaer spaenningen 63,2%. Vid 2 tau: 86,5%. Vid 3 tau: 95,0%. Vid 4 tau: 98,2%. Vid 5 tau: 99,3%. Urladdning foeljer den omvaaenda kurvan: V(t) = V0 gaanger e upphoeejt till (-t/RC), sjunker till 36,8% vid 1 tau, 13,5% vid 2 tau, och saa vidare.
Hur du anvaender detta verktyg
Ange motstaaend och kapacitans foer att beraaekna tidskonstanten och graensfrekvensen. Alternativt, ange en oeenskad tid eller frekvens foer att faa foeereslagna R- och C-vaaerden. Kalkylatorn visar spaenningen vid varje tidskonstant (1tau till 5tau) och kan rita upp laddnings-/urladdningskurvan.
RC som frekvensfilter
En RC-krets fungerar som ett laagpassfilter med graansfrekvens f = 1 / (2 gaanger pi gaanger R gaanger C). Frekvenser under denna slaepps igenom; frekvenser oever daaempas. Ett 10K-motstaaend med en 100nF-kondensator ger en graansfrekvens paa ungefaaer 159 Hz -- anvaendbart foer att filtrera bort hoegfrekvent brus fraan ljudsignaler.
Vanliga fraagor
Varfoer 63,2% och inte 50% efter en tidskonstant?
63,2% kommer fraan e upphoeejt till -1 = 0,368, saa 1 - 0,368 = 0,632 (63,2%). Den exponentiella funktionen beskriver den naturliga laddningshastigheten: stroemen aaer proportionell mot den kvarvarande spaenningsskillnaden, saa den avtar exponentiellt. 50% naaes vid 0,693 tidskonstanter (ln(2) gaanger tau).
Kan jag anvaenda RC-kretsar foer exakta tidsinstaellningar?
RC-kretsar ger maaettlig noggrannhet (vanligtvis 5-20% beroende paa komponenttoleranser). Foer exakt tidshaallning, anvaend en 555-timer (baaettre men fortfarande begrraaensad av komponenttoleranser), en kristalloscillator (ppm-noggrannhet) eller en mikrokontrollers interna timer. RC aaer perfekt foer ungefaaerliga tidsinstaellningar som avbrottning och filtrering.