Elektronikk Komponenter: Beregn tidskonstanter - dummier

Å vite nøyaktig hvor mye tid det tar å lade en kondensator er en av nøklene til å bruke kondensatorer riktig i dine elektroniske kretser, og du kan få den informasjonen ved å beregne RC tidskonstanten.

Når du legger spenning over en kondensator, tar det litt tid for kondensatoren å lade opp. I løpet av denne tiden strømmer strømmen gjennom kondensatoren. På samme måte, når du tømmer en kondensator ved å plassere en belastning over det, tar det litt tid for kondensatoren til fullstendig utslipp.

Når en kondensator lades, strømmer strømmen fra en spenningskilde gjennom kondensatoren. I de fleste kretser jobber en motstand i serie med kondensatoren også.

En kondensatorladningskrets.

Den hastigheten kondensatoren lader gjennom en motstand kalles RC tidskonstanten ( RC står for motstandskondensator ), som kan være beregnet bare ved å multiplisere motstanden i ohm av kapasitansen i farads. Her er formelen:

T = R C

For eksempel, antar motstanden er 10 kΩ og kapasitansen er 100 μF. Før du gjør multiplikasjonen, må du først konvertere μF til farads. Siden en μF er en million av en farad, kan du konvertere μF til farads ved å dele μF med en million. Derfor er 100 μF ekvivalent med 0. 0001 F. Multiplikasjon av 10 kΩ med 0. 0001 F gir deg en tidskonstant på 1 sekund.

Merk at hvis du vil øke RC-tidskonstanten, kan du øke enten motstanden eller kapasitansen, eller begge deler. Vær også oppmerksom på at du kan bruke et uendelig antall kombinasjoner av motstands- og kapasitansverdier for å nå en ønsket RC-tidskonstant. For eksempel gir alle følgende kombinasjoner av motstand og kapasitans en tidskonstant på ett sekund:

Motstand	Kapasitans	RC-konstant
1 kÙ	1 000 ìF	1 s
10 kÙ	100 ìF	1 s
100 kÙ	10 ìF	1 s
1 MÙ	1 ìF	1 s

Det blir ut at i hvert intervall av RC tidskonstanten beveger kondensatoren 63. 2% nærmere en full ladning. For eksempel, etter det første intervallet, er kondensatorspenningen tilsvarende 63. 2% av batterispenningen. Så hvis batterispenningen er 9 V, er kondensatorens spenning like under 6 V etter det første intervallet, slik at det ligger litt over 3 V vekk fra å være fulladet.

I det andre tidsintervallet trekker kondensatoren opp 63. 2%, ikke av full 9 V batterispenning, men 63. 2% av forskjellen mellom startladningen (like under 6 V) og batterispenning (9 V).Dermed oppnår kondensatorladningen litt over to ekstra volt, noe som gir den opp til ca 8 V.

Denne prosessen fortsetter å gjenta: I hvert tidsintervall spenner kondensatoren opp 63. 2% av forskjellen mellom startspenningen og total spenning. I teorien vil kondensatoren aldri bli fullt oppladet fordi kondensatoren plukker opp kun en prosentandel av gjenværende ledig ladning ved overføring av hver RC-tidskonstant. Men innen bare noen få tidskonstanter blir kapasiteten svært nær fulladet.

Følgende gir deg en nyttig tilnærming til prosentandelen av ladning som en kondensator når etter de første fem tidskonstantene. For alle praktiske formål kan du vurdere kondensatoren fullstendig ladet etter at fem tidskonstanter har gått.

RC-konstantintervall	Prosent av total ladning
1	63. 2%
2	86. 5%
3	95. 0%
4	98. 2%
5	99. 3%