زمن شحن المكثف
مع 1 كيلو أوم و1 ميكروفاراد يكون الثابت الزمني 1 مللي ثانية، وتشحن تغذية 5 فولت المكثف إلى 2.5 فولت بعد ln 2 من الثوابت الزمنية. أدخل المقاومة والسعة والتغذية والجهد المستهدف لتحصل على الثواني. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- المقاومة
- 1,000
- السعة الكهربائية
- 0.000001
- جهد التغذية
- 5
- الجهد المستهدف
- 2.5
- الوقت
- 0.0006931472
- الزمن (ث)
- 0.0006931472
- ثابت الزمن
- 0.001
- Tau
- 0.001
عندما تُوصَّل تغذية تيار مستمر عبر مقاومة على التسلسل ومكثف غير مشحون ابتداءً، ترتفع فولتية المكثف نحو الخط كأسية من الرتبة الأولى ولا تبلغ التغذية تمامًا في زمن محدود. يحتاج المهندسون والطلاب ومؤلفو البرمجية الثابتة كثيرًا إلى عكس تلك المنحنى: كم ثانية حتى تبلغ الفولتية عتبة مختارة مثل مستوى منطقي مرتفع أو تحرير انخفاض جهد أو نصف الخط. تقبل حاسبة زمن شحن المكثف هذه مقاومة التسلسل بالأوم والسعة بالفاراد وجهد تغذية التيار المستمر والجهد المستهدف، ثم تعيد t مساويًا لناقص R في C في اللوغاريتم الطبيعي لواحد ناقص V على Vs.
كيف يتبع زمن الشحن من الأسية RC
ابدؤوا من قانون كيرشوف للجهد على حلقة تسلسلية تحتوي تغذية ثابتة Vs ومقاومة R ومكثفًا C غير مشحون ابتداءً. معادلة الحلقة هي R C dVc على dt زائد Vc تساوي Vs. مع Vc عند الصفر يساوي صفرًا عند لحظة التحويل، الحل الوحيد هو Vc من t يساوي Vs ضرب واحد ناقص e إلى ناقص t على tau، حيث ثابت الزمن tau يساوي R ضرب C.
عكس ذلك الشكل المغلق للحصول على الزمن المنقضي الذي عنده Vc يساوي هدفًا V مختارًا هو لوغاريتم واحد: t يساوي ناقص tau ضرب ln لواحد ناقص V على Vs، أي t يساوي ناقص R C ln(1 − V/Vs). تُعرَّف الصيغة فقط بينما يحمل V وVs الإشارة نفسها ويكون مقدار V أصغر تمامًا من مقدار Vs. عند V يساوي صفرًا يكون المكثف أصلًا في الشرط الابتدائي، فالزمن صفر.
عند V يساوي Vs تكون حجة اللوغاريتم صفرًا ويتباعد الزمن، موافقًا حقيقة أن الأسية تقترب من خطها المقارب ولا تصله. بعد ثابت زمني واحد تكون الفولتية نحو 63.2 بالمئة من التغذية؛ بعد ln(2) مرات tau خمسين بالمئة؛ بعد ثلاثة tau نحو 95 بالمئة؛ وبعد خمسة tau نحو 99.3 بالمئة، وهي قاعدة الاستقرار الكلاسيكية.
عقد الإدخال وشكل الرد ومتى يكون المستهدف غير جائز
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 تمامًا من صفر. ويجب أن يقع المستهدف تمامًا بين الصفر والتغذية وبنفس القطبية.
تُرفض المساواة مع التغذية أيضًا لأنه لا زمن شحن محدود. القطبية المعاكسة متعذرة من حالة غير مشحونة ابتداءً. فحص الفصل هو كيلو أوم واحد وميكروفاراد واحد عند خمسة فولت بهدف 2.5 فولت، أي خمسين بالمئة، ويجب أن يعيد t مساويًا لـ tau ضرب ln(2).
أين يظهر زمن شحن المكثف في العمل الحقيقي
تُحدَّد مشرفات إعادة الضبط وشبكات تأخير التشغيل وكتل الإقلاع الناعم RC بحيث تعبر فولتية مكثف مقارنًا أو عتبة منطقية بعد تأخير معلوم؛ عكس V(t) للحصول على t هو خطوة التصميم المباشرة، لا فكرة لاحقة تُستخرج بمسح الزمن. تحوّل فرق الإقلاع المضمّن كسر خط مختارًا إلى مهلة برمجية ثابتة ثم تضيف هامشًا حتى لا تتسابق كواشف انخفاض الجهد ونوافذ قفل PLL مع الأسية التماثلية. تطلب مختبرات التماثل والإشارة المختلطة من الطلاب الزمن حتى 50% و63% و95% من تغذية حتى يضعوا مؤشرات الراسم قبل الانتقال إلى التفريغ والمرشحات متعددة المراحل.
أبقوا حاسبة الشحن الأمامية V(t)، وصفحة tau يساوي R C العارية، والطاقة نصف C V مربّع، وأدوات 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
تصميم تأخير التشغيل وإعادة الضبط
حوّلوا عتبة مقارن أو مستوى منطقي مرتفع إلى ثوانٍ لشبكة RC مشرفة أو إقلاع ناعم قبل تثبيت مهلات البرمجية الثابتة.
تمارين شحن RC في المختبر
احسبوا الزمن حتى 50% و63% و95% من التغذية حتى يضع الطلاب مؤشرات الراسم على الأسية المثالية دون مسح t يدويًا.
تجهيزات CI ومفاتيح الإجابة
اكتبوا نصوص t=−RC ln(1−V/Vs) بنفس الوحدة التي يستخدمها المتصفح حتى يشارك المصححون الآليون حقيقة مرجعية واحدة لمسائل زمن الشحن.
الأسئلة الشائعة
ماذا يحدث إذا تجاوز الجهد المستهدف جهد التغذية؟
لا يستطيع شكل موجة شحن RC تسلسلي مثالي تجاوز خط التغذية، لذا لا تُفوتر تلك الطلب.
لماذا لا يوجد زمن محدود عندما يساوي المستهدف التغذية؟
يقترب Vc(t) من Vs فقط عندما يسعى t إلى اللانهاية. اختاروا هدفًا دون الخط تمامًا (مثل 99% من Vs، نحو خمسة ثوابت زمنية).
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. لا تُحلَّل سلاسل البادئة مثل "1uF".
كم ثابتًا زمنيًا يلزم ليمتلئ المكثف تقريبًا؟
بعد ثابت زمني واحد يبلغ الجهد نحو 63.2 % من التغذية، وبعد ثلاثة نحو 95 %، وبعد خمسة نحو 99.3 %، وهي قاعدة الاستقرار المعتادة.
هل يمكن أن يكون جهد التغذية سالبًا؟
نعم، الشحن نحو جهد سالب مسموح. ويجب حينها أن يكون الجهد المستهدف بالقطبية نفسها وأصغر من التغذية بالقيمة المطلقة، أما التغذية الصفرية فتُرفض.
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
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/phys/capacitor-charge-time \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"supply_voltage":5,"target_voltage":2.5}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/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,
"target_voltage": 2.5
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/capacitor-charge-time",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"resistance": 1000,
"capacitance": 0.000001,
"supply_voltage": 5,
"target_voltage": 2.5
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/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,"target_voltage":2.5}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"supply_voltage":5,"target_voltage":2.5}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/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,
"target_voltage": 2.5
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.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
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
إذا تجاوز المستهدف التغذية تفشل المهمة بـ invalid_input، لأن لا انتظار يدفع شكل موجة شحن RC مثالية أبعد من الخط. يشترك ودجت المتصفح المجاني وواجهة API في وحدة حتمية واحدة، فلا تختلف مفاتيح الواجبات ونصوص الإنتاج على الأعداد الأربعة نفسها.
عقد الإدخال وشكل الرد ومتى يكون المستهدف غير جائز
أرسلوا جسم JSON عبر POST بأربعة أعداد محدودة إلزامية: resistance بالأوم، وcapacitance بالفاراد، وsupply_voltage بالفولت، وtarget_voltage بالفولت. تُقبل أسماء بديلة للراحة—r أو R أو ohms للمقاومة؛ c أو C أو farads للسعة؛ vs أو Vs أو supply أو vcc للخط؛ vt أو Vc أو target أو charge_voltage للعتبة—لكن يجوز أن يظهر مفتاح واحد فقط لكل كمية. إذا تجاوز المستهدف جهد التغذية يرفض المعالج الطلب بـ invalid_input ورسالة تسمّي الجهدين؛ ولا تُفوتر تلك الإخفاق. عند النجاح يعيد الجسم المدخلات المنظّفة، وtime وtime_seconds كثوانٍ منقضية، وtime_constant وtau كـ R ضرب C، وtime_constants كـ t على tau، وcharge_fraction V على Vs، وpercent_of_supply، وunit_time second، وتعبيرًا قصيرًا، وmethod rc_series_charge_time، والصيغة. تستخدم استدعاءات API الناجحة الأساس المنشور $0.002 لكل عنصر؛ ولا تستهلك إخفاقات التحقق الرصيد المدفوع مسبقًا.
أين يظهر زمن 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 التنفيذ parse نقي من المستوى A، تكلّف كل استدعاء ناجح الأساس المنشور $0.002 بلا رموز نموذج وبلا شبكة صادرة، ولا تستهلك المدخلات غير الصالحة الرصيد.
أسئلة تقنية
كيف يُحسب زمن شحن المكثف في دائرة RC؟
أرسلوا R محدودًا بالأوم وC بالفاراد وsupply_voltage Vs وtarget_voltage V. تعيد API القيمة t = −R×C×ln(1 − V/Vs) بالثواني، إضافة إلى ثابت الزمن τ = R×C.
كم تكلفة حاسبة زمن شحن المكثف؟
أداة المتصفح مجانية وتعمل محليًا. تستخدم طلبات API رصيد KIT المدفوع مسبقًا بمبلغ $0.002 لكل عنصر ناجح؛ ولا تُفوتر المدخلات غير الصالحة.