ForHosting KIT · الهندسة والبناء

حاسبة شحن RC

مع 1 kΩ و1 µF ومصدر 5 V يبلغ جهد المكثف 3.16060279414 V بعد 1 ms، وهو ثابت زمني واحد و63.2120558829 بالمئة من جهد المصدر. أدخل المقاومة والسعة وجهد المصدر والزمن المنقضي. مجانية في متصفحك.

مجاني
يعمل في متصفحك
دون تسجيل
بياناتك لا تغادر جهازك

شغّل الأداة مجانًا اطّلع على الـAPI

استخدمها من الويبAPIالبريدTelegramالتطبيق قريبًا

مثال محلول

إذا أدخلت

مقاومة التسلسل بالأوم: 1,000
السعة بالفاراد: 0.000001
تغذية تيار مستمر: 5
الوقت: 0.001

تحصل على

ثابت الزمن: 0.001
الثابت τ: 0.001
فولتية المكثف: 3.1606027941
الجهد: 3.1606027941

عندما تُوصَّل تغذية تيار مستمر عبر مقاومة على التسلسل ومكثف غير مشحون ابتداءً، لا تقفز فولتية المكثف؛ بل ترتفع بسلاسة نحو التغذية مع تراكم الشحنة على اللوحين. الحل الكلاسيكي من الرتبة الأولى هو V_c(t)=V_s(1−e^(−t/RC))، حيث R مقاومة التسلسل بالأوم، وC السعة بالفاراد، وV_s خطوة التغذية بالفولت، وt الزمن المنقضي بالثواني. يستخدم المصممون تلك المنحنى لتحديد شبكات التوقيت، وفحص مدى استقرار خط تغذية بعد تأخير تشغيل، وتحويل جداءات RC إلى معالم نسبة مئوية من التغذية عند ثابت زمني واحد واثنين وثلاثة وخمسة. تقبل حاسبة شحن المكثف هذه R وC محدودين غير سالبين، وجهد تغذية محدودًا، وزمنًا غير سالب، ثم تعيد فولتية المكثف، وثابت الزمن RC، وكسر الشحنة، والشحنة المخزّنة، والتيار التسلسلي اللحظي من تقييم حتمي واحد. يُرفض الزمن المنقضي السالب بخطأ تحقق واضح لأن نموذج العبور يُعرَّف لـ t أكبر من أو يساوي صفرًا بعد إغلاق المفتاح.

كيف ترتفع فولتية المكثف أثناء شحن RC على التسلسل

ابدؤوا من قانون كيرشوف للجهد على حلقة تسلسلية تحتوي تغذية ثابتة V_s ومقاومة R ومكثفًا C غير مشحون ابتداءً. التيار عبر المقاومة يساوي C ضرب dV_c على dt، وهبوط المقاومة هو R ضرب ذلك التيار، لذا تطيع فولتية المكثف المعادلة التفاضلية الخطية R C dV_c/dt زائد V_c تساوي V_s. مع V_c عند الصفر يساوي صفرًا عند لحظة التحويل، الحل الوحيد هو V_c من t يساوي V_s ضرب واحد ناقص أسية ناقص t على tau، حيث ثابت الزمن tau يساوي R ضرب C.

عند t يساوي صفرًا تكون الفولتية صفرًا؛ بعد tau واحد تبلغ نحو 63.2 بالمئة من V_s؛ بعد ثلاثة tau نحو 95 بالمئة؛ وبعد خمسة tau نحو 99.3 بالمئة، وهي قاعدة الاستقرار الكلاسيكية. التيار المكمّل هو I من t يساوي V_s على R ضرب e إلى ناقص t على tau، كبير في اللحظة الأولى ويتلاشى نحو الصفر مع اقتراب المكثف من الدائرة المفتوحة عند التيار المستمر. الشحنة المخزّنة على اللوحين هي ببساطة C ضرب الفولتية اللحظية، فبمجرد معرفة V_c يتبع عدّ الكولوم دون معادلة تفاضلية ثانية.

يفترض النموذج أجزاء خطية مثالية بلا امتصاص عازل وخطوة نقية عند t يساوي صفرًا؛ المفاتيح الحقيقية وESR والتسريب تضيف آثارًا من الرتبة الثانية تنتمي إلى مسارات تحليل منفصلة. الطاقة المخزّنة هي نصف C V_c مربّع وليست عمدًا المخرج الرئيسي هنا، لأن نية البحث عن فولتية الشحن مقابل الزمن تختلف عن نية الطاقة أو الجداء العاري Q يساوي C V عند انحياز ثابت.

أين تظهر حاسبات شحن المكثف في العمل الحقيقي

تفرض مختبرات الإلكترونيات التمهيدية باستمرار مخططات شحن RC حتى يعلّم الطلاب معالم tau واحد وخمسة tau على الراسم قبل الانتقال إلى التفريغ والمرشحات متعددة المراحل. تقدّر فرق المضمّن وإلكترونيات القدرة كم يحتاج شبكة RC للإقلاع الناعم أو مشرف إعادة الضبط قبل أن يبلغ خط تغذية جزءًا من التغذية النهائية، ثم تحوّل ذلك التأخير إلى مهلات البرمجية الثابتة وهوامش انخفاض الجهد.

يحتاج مصممو التماثل الذين يحددون نوافذ العينة والإمساك وكاشفات الذروة وكتل توقيت RC إلى V_c من t وليس فقط ثابت الزمن العاري، لأن نسبة الفولتية النهائية هي معيار القبول على المنضدة. أبقوا الجداء الساكن Q يساوي C V، وصفحة ثابت الزمن tau يساوي R C فقط، والطاقة نصف C V مربّع، وحاسبات التفريغ من جهد ابتدائي على صفحات منفصلة حتى تكون لكل نية بحث أداة واضحة بدل صفحة متعددة الصيغ مزدحمة تُربك الطلاب ومحركات البحث.

حالات الاستخدام

تمارين شحن RC في المختبر

احسبوا V_c(t) ونسبة التغذية عند ثابت زمني واحد وثلاثة وخمسة حتى يقارن الطلاب مؤشرات الراسم بالمنحنى الأسي المثالي.

توقيت الإقلاع الناعم وإعادة الضبط

قدّروا فولتية المكثف بعد تأخير التشغيل لشبكات RC للإقلاع الناعم والمشرفين قبل تثبيت مهلات البرمجية الثابتة.

الأسئلة الشائعة

ما الصيغة التي تستخدمها حاسبة شحن المكثف هذه؟

V_c(t) = V_s × (1 − e^(−t/(R×C))) لمكثف غير مشحون ابتداءً على التسلسل مع R مدفوع بخطوة تغذية V_s. ثابت الزمن هو τ = R×C.

ماذا يحدث إذا كان الزمن سالبًا؟

يجب أن يكون زمن الشحن المنقضي ≥ 0 ثانية؛ يُرفض الزمن السالب ولا يُحسب.

أأمرّر ميكروفاراد وكيلو أوم أم وحدات SI الأساسية؟

دائمًا وحدات SI الأساسية: فاراد وأوم وفولت وثوانٍ. لـ 1 µF مرّروا 1e-6؛ لـ 1 kΩ مرّروا 1000. سلاسل البادئة مثل "1uF" لا تُحلَّل.

كم يستغرق المكثف حتى يمتلئ تقريبًا؟

نحو خمسة ثوابت زمنية. بعد ثابت زمني واحد يبلغ الجهد 63.2 بالمئة من المصدر، وبعد ثلاثة نحو 95 بالمئة، وبعد خمسة نحو 99.3 بالمئة، وهي القاعدة المعتادة لاعتبار الخط مستقرًا.

ما التيار الذي يمر أثناء الشحن؟

يكون التيار في أكبر قيمة له لحظة التوصيل، أي جهد المصدر مقسومًا على المقاومة، ثم يتناقص نحو الصفر. وتعرض الحاسبة قيمته في اللحظة التي تختارها، وفي المثال 0.00183939720586 A بعد 1 ms.

أدوات ذات صلة

للمطوّرين — الوصول عبر API

كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.

الـEndpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/capacitor-charge-time

صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.

استدعِ الخدمة من بيئتك

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitor-charge-time \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"supply_voltage":5,"time":0.001}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitor-charge-time", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "resistance": 1000,
    "capacitance": 0.000001,
    "supply_voltage": 5,
    "time": 0.001
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitor-charge-time",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "resistance": 1000,
    "capacitance": 0.000001,
    "supply_voltage": 5,
    "time": 0.001
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitor-charge-time", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"supply_voltage":5,"time":0.001}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"supply_voltage":5,"time":0.001}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitor-charge-time", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

مثال على الطلب

{
  "resistance": 1000,
  "capacitance": 0.000001,
  "supply_voltage": 5,
  "time": 0.001
}

مثال على الاستجابة

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.capacitor_charge_time",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.

الأسعار

لكل طلب$0.002

السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.

الأخطاء

HTTP	الرمز	المعنى
`401`	`unauthorized`	مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك.
`402`	`insufficient_balance`	رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة.
`404`	`unknown_type`	نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب.
`429`	`rate_limited`	تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة.

ملاحظات تقنية

ما الذي ترسلونه وما الذي تستلمونه

تُقبل القيم الرقمية والسلاسل الرقمية حتى تبقى النماذج واللصق من الجداول مريحة؛ لا تُحلَّل سلاسل البادئة SI مثل ميكروفاراد مكتوب نصًا، لذا مرّروا واحدًا في عشرة إلى الأس ستة لجزء ميكروفاراد وألفًا لمقاومة كيلو أوم. يجب أن تكون المقاومة والسعة أكبر من أو تساوي صفرًا؛ والزمن المنقضي أكبر من أو يساوي صفرًا. تُرفض NaN وInfinity. تشمل فحوصات الفصل الكلاسيكية كيلو أوم واحد وميكروفارادًا واحدًا عند خمسة فولت بعد ملي ثانية واحدة، أي ثابت زمني واحد تمامًا وقريبًا من 63.2 بالمئة من خمسة فولت، وحالة t يساوي صفرًا التي يجب أن تعيد صفر فولت على المكثف. أرسلوا أربعة أعداد محدودة: المقاومة تحت الحقل resistance بالأوم، والسعة تحت capacitance بالفاراد، وsupply_voltage تحت supply_voltage بالفولت، وtime تحت time بالثواني. تُقبل أسماء بديلة للراحة—r أو R أو ohms للمقاومة؛ c أو C أو farads للسعة؛ vs أو Vs أو voltage أو volts للتغذية؛ t أو seconds للزمن المنقضي—لكن يجوز أن يظهر مفتاح واحد فقط لكل كمية في الطلب. يُرفض الزمن السالب بـ invalid_input وتشير الرسالة إلى أن الزمن السالب غير مسموح؛ يفشل R أو C السالبان بالطريقة نفسها. عند النجاح تعيد الاستجابة مدخلات منظّفة، وtime_constant وtau كـ R ضرب C، وcapacitor_voltage وvoltage كـ V_c من t، وcharge_fraction بين صفر وواحد، وpercent_of_supply كمئة ضعف ذلك الكسر، وcharge وcharge_coulombs كـ C ضرب V_c، وcurrent وcurrent_amperes كالتيار التسلسلي عندما يكون محدودًا، وتسميات الوحدات، وتعبيرًا قصيرًا، وmethod rc_series_charge، وسلسلة الصيغة. تسعير استدعاءات API الناجحة هو الأساس المنشور $0.002 لكل عنصر؛ لا تستهلك إخفاقات التحقق الرصيد المدفوع مسبقًا.

أين تظهر حاسبات شحن المكثف في العمل الحقيقي

يريد مؤلفو المناهج الذين يبنون دروسًا تفاعلية نفس شكل JSON في ودجت المتصفح وفي API حتى تبقى أوراق العمل دون اتصال والمصححات الآلية عبر الإنترنت متوافقة. لأن هذه القدرة محرك parse نقي، تسعير API هو الأساس المنشور $0.002 لكل عنصر ناجح والتحقق الفاشل لا يستهلك الرصيد.

حالات التكامل

fixtures للتكامل المستمر ومفاتيح الإجابات

اكتبوا سكربتًا لنفس تقييم V_c(t)=V_s(1−e^(−t/RC)) المستخدم في المتصفح حتى تتشارك المصححات الآلية حقيقة مرجعية واحدة لمسائل الشحن.

أسئلة تقنية

أي جهد أحصل عليه عند t = 0 أو بعد ثوابت زمنية كثيرة؟

عند t = 0 فولتية المكثف 0 (غير مشحون ابتداءً). مع نمو t يقترب V_c من V_s؛ بعد نحو 5τ يكون تقريبًا 99.3% من التغذية.

كم التكلفة؟

أداة المتصفح مجانية وتعمل محليًا. طلبات API تستخدم رصيد KIT المدفوع مسبقًا بـ $0.002 لكل عنصر ناجح؛ الإدخال غير الصالح لا يُحسب.

اطّلع على توثيق KIT الكامل ←

شغّل الأداة مجانًا

مثال محلول

كيف ترتفع فولتية المكثف أثناء شحن RC على التسلسل

أين تظهر حاسبات شحن المكثف في العمل الحقيقي

حالات الاستخدام

تمارين شحن RC في المختبر

توقيت الإقلاع الناعم وإعادة الضبط

الأسئلة الشائعة

أدوات ذات صلة

للمطوّرين — الوصول عبر API

الـEndpoint

استدعِ الخدمة من بيئتك

مثال على الطلب

مثال على الاستجابة

الأسعار

الأخطاء

ملاحظات تقنية

ما الذي ترسلونه وما الذي تستلمونه

أين تظهر حاسبات شحن المكثف في العمل الحقيقي

حالات التكامل

fixtures للتكامل المستمر ومفاتيح الإجابات

أسئلة تقنية

شكرًا