Componentes eletrônicos: Calcular tempo Constantes

Sabendo exatamente quanto tempo que leva para carregar um capacitor é uma das chaves para usando capacitores corretamente em seus circuitos eletrônicos, e você pode obter essa informação através do cálculo da constante de tempo RC.

Quando você coloca uma tensão sobre um capacitor, é preciso um pouco de tempo para o capacitor para carregar totalmente. Durante este tempo, a corrente flui através do condensador. Da mesma forma, quando você descarregar um capacitor, colocando uma carga através dele, é preciso um pouco de tempo para o capacitor descarregar completamente.

Quando um condensador está a carregar, a corrente flui a partir de uma fonte de tensão através do condensador. Na maior parte dos circuitos, uma resistência está a trabalhar em série com o condensador bem.

A taxa a que as cargas através de uma resistência de condensadores é chamado o RC constante de tempo (a RC apoia resistência-condensador), Que pode ser calculada simplesmente multiplicando a resistência em ohms por a capacitância em farads. Aqui está a fórmula:

T = R C

Por exemplo, suponha que a resistência é de 10 k # 937- ea capacidade é de 100 # 956-F. Antes de fazer a multiplicação, você deve primeiro converter o # 956-F para farads. uma vez que um # 956-F é um milionésimo de um farad, você pode converter # 956-F a farads dividindo o # 956-F por um milhão. Portanto, 100 # 956-F é equivalente a 0,0001 F. Multiplicando 10 k # 937- por 0,0001 F dá-lhe uma constante de tempo de 1 segundo.

Note que se você quiser aumentar a constante de tempo RC, você pode aumentar ou a resistência ou a capacitância, ou ambos. Observe também que você pode usar um número infinito de combinações de valores de resistência e capacitância de alcançar uma constante de tempo RC desejado. Por exemplo, as seguintes combinações de resistência e capacitância produzir uma constante de tempo de um segundo:

Acontece que em cada intervalo da constante de tempo RC, o capacitor move 63,2% mais perto de uma carga completa. Por exemplo, após o primeiro intervalo de tempo, a tensão do condensador é igual a 63,2% da voltagem da bateria. Então, se a tensão da bateria é de 9 V, a tensão do capacitor é um pouco menos de 6 V, após o primeiro intervalo, deixando-a pouco mais de 3 V longe de ser totalmente carregada.

No segundo intervalo de tempo, o condensador de pega 63,2%, não do total de 9 V de voltagem da bateria, mas 63,2% de a de a diferença entre a carga de partida (um pouco menos de 6 V) e a voltagem da bateria (9 V). Assim, a carga capacitor pega pouco mais de dois volts adicionais, trazendo-a até cerca de 8 V.

Este processo repete: Em cada intervalo de tempo, o condensador de pega 63,2% da diferença entre a tensão de arranque e a voltagem total. Em teoria, o capacitor nunca será totalmente carregada, porque com o passar de cada constante de tempo RC do capacitor pega apenas uma percentagem da carga restante disponível. Mas dentro de poucos constantes de tempo, a capacidade fica muito perto de totalmente carregada.

A seguir dá-lhe uma aproximação útil da percentagem de carga que um capacitor atinge após os primeiros cinco constantes de tempo. Para todos os efeitos práticos, você pode considerar o capacitor totalmente carregada após cinco constantes de tempo ter decorrido.