Calculadora de circuito RC
Com 5 V por 1 kΩ até 1 µF, o capacitor chega a cerca de 3,16 V depois de 1 ms, exatamente uma constante de tempo. Informe fonte, resistência, capacitância e tempo decorrido para ver a tensão do capacitor e a constante de tempo. Grátis no seu navegador.
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Exemplo resolvido
- Tensão da fonte
- 5
- Resistência
- 1.000
- Capacitância
- 0,000001
- Tempo
- 0,001
- Constante de tempo
- 0,001
- Tensão do capacitor
- 3,1606027941
Um circuito de carga RC é a rede de primeira ordem do livro-texto: uma fonte CC, um resistor em série e um capacitor que parte descarregado. Ao fechar o interruptor o capacitor não salta para o trilho; a tensão sobe por uma exponencial suave cuja rapidez é fixada pelo produto RC. Estudantes que conferem traços de laboratório, técnicos que dimensionam um atraso e autores de firmware que escolhem uma janela de brown-out precisam da tensão do capacitor em um instante decorrido escolhido, não de um gráfico lido a olho. Esta calculadora de circuito RC recebe a tensão da fonte, a resistência, a capacitância e o tempo decorrido, e devolve a tensão do capacitor a partir de Vc(t) = Vs vezes um menos e à menos t sobre RC.
Como a tensão do capacitor segue da exponencial RC
Parta da lei das tensões de Kirchhoff em um laço em série que contém uma fonte constante Vs, um resistor R e um capacitor C inicialmente descarregado. A equação do laço é R C dVc sobre dt mais Vc igual a Vs. Com Vc de zero igual a zero no instante da comutação, a solução única é Vc de t igual a Vs vezes um menos e à menos t sobre tau, onde a constante de tempo tau é R vezes C.
Essa forma fechada é o que esta calculadora de circuito RC avalia: quatro números finitos na entrada, uma tensão de capacitor na saída, mais as entradas ecoadas e tau para que você possa conferir a aritmética. Após uma constante de tempo a tensão é cerca de 63.2 por cento da fonte; após ln dois vezes tau é cinquenta por cento; após três tau em torno de 95 por cento; e após cinco tau cerca de 99.3 por cento, a regra clássica de acomodação.
Em t igual a zero a exponencial vale um e a tensão do capacitor é zero, coincidindo com a condição inicial. Quando t cresce sem limite a exponencial some e a tensão do capacitor se aproxima da fonte, mas nunca a atinge de fato em tempo finito.
Onde uma calculadora de tensão de circuito RC se paga
Cursos de laboratório pedem a tensão do capacitor em um tau, três tau e cinco tau para que os alunos posicionem cursores de osciloscópio na exponencial ideal antes de partir para descarga e filtros. Redes de atraso na energização, supervisores de reset e blocos RC de soft-start são dimensionados para que a tensão de um capacitor fique em uma fração conhecida do trilho em um instante escolhido; avaliar V de t é a checagem direta depois de escolher R e C.
Equipes de bring-up embarcado convertem um timeout de firmware na tensão que o nó analógico deveria ter atingido e acrescentam margem para que detectores de brown-out e janelas de lock de PLL não disputem com a exponencial. Mantenha a página inversa de tempo de carga, a de tau igual a R C e as de energia do capacitor em URLs distintas, para que cada intenção de busca tenha uma ferramenta clara em vez de uma página multi-fórmula sobrecarregada que confunde alunos e mecanismos de busca.
Casos de uso
Exercícios de carga RC em laboratório
Calcule a tensão do capacitor em 1τ, 3τ e 5τ para que os alunos posicionem cursores de osciloscópio na exponencial ideal sem ler um gráfico a olho.
Redes de atraso na energização e de reset
Confira a tensão do capacitor em um timeout de firmware ou em uma janela de comparador depois de escolher R e C para um supervisor ou um bloco de soft-start.
Perguntas frequentes
O que acontece se a resistência ou a capacitância for nula ou negativa?
Um circuito de carga RC em série precisa de R e C estritamente positivos para que a constante de tempo fique bem definida; essas falhas não são cobradas.
Que tensão se obtém após uma constante de tempo?
Cerca de 63.2 por cento da fonte: Vc(τ) = Vs × (1 − 1/e). Após cinco constantes de tempo o capacitor está perto de 99.3 por cento de Vs, a regra usual de acomodação.
Devo enviar microfarads e quilohms ou unidades SI de base?
Para 1 µF passe 1e-6; para 1 kΩ passe 1000. Strings de prefixo como "1uF" não são analisadas.
Quanto custa a calculadora de circuito RC?
A ferramenta do navegador é gratuita e roda localmente.
Quanto tempo um capacitor leva para carregar por completo?
Na teoria, nunca chega lá de todo. Ele passa de cerca de 95% da fonte após três constantes de tempo e de cerca de 99,3% após cinco, a regra prática usual para considerar carregado.
Ferramentas relacionadas
Para desenvolvedores — acesso via API
Tudo nesta página está disponível via API. Esta seção é para equipes que querem integrar a ferramenta aos próprios sistemas; quem não precisa disso pode simplesmente usar a ferramenta acima.
Endpoint
Autenticação por token Bearer. Um único POST coloca a tarefa na fila; o resultado chega por webhook ou link assinado.
Chame do seu código
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/rc-circuit \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"source_voltage":5,"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"time":0.001}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/rc-circuit", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"source_voltage": 5,
"resistance": 1000,
"capacitance": 0.000001,
"time": 0.001
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/rc-circuit",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"source_voltage": 5,
"resistance": 1000,
"capacitance": 0.000001,
"time": 0.001
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/rc-circuit", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"source_voltage":5,"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"time":0.001}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"source_voltage":5,"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"time":0.001}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/rc-circuit", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Exemplo de requisição
{
"source_voltage": 5,
"resistance": 1000,
"capacitance": 0.000001,
"time": 0.001
}Exemplo de resposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.rc_circuit",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}A API é assíncrona: cada chamada devolve um task_id na hora. Se preferir polling, consulte o status a até 1 requisição por segundo.
Preço
Preço publicado, sem tokens nem créditos escondidos. Tarefa que falha não é cobrada.
Erros
| HTTP | Código | O que significa |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Token ausente ou inválido. Confira o header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Saldo insuficiente para esta tarefa. Faça uma recarga e tente de novo. |
404 | unknown_type | Esse tipo de tarefa não existe. Confira o campo type no catálogo. |
429 | rate_limited | Muitas requisições em pouco tempo. Espere um instante e tente de novo. |
Notas técnicas
Resistência ou capacitância nula ou negativa é rejeitada com invalid_input, porque uma constante de tempo não positiva não é um circuito de carga.
Contrato de entrada, forma da resposta e valores RC ilegais
Valores numéricos e strings numéricas são aceitos para que formulários e colagem de planilha fiquem convenientes; strings com prefixo SI como um microfarad escrito em texto não são analisadas, então passe um vezes dez à menos seis para uma peça de um microfarad e mil para um resistor de um quilohm. Resistência e capacitância devem ser estritamente maiores que zero. O tempo decorrido deve ser maior ou igual a zero; um relógio negativo é rejeitado em vez de produzir um número absurdo com cara de descarga a partir da fórmula de carga. Uma checagem de sala é um quilohm e um microfarad a cinco volts após um milissegundo, que é um tau e deve devolver cerca de 3.16 V, ou 63 por cento da fonte. Envie por POST um corpo JSON com quatro números finitos obrigatórios: source_voltage em volts, resistance em ohms, capacitance em farads e time em segundos desde o início da carga. Aliases são aceitos por conveniência—vs, Vs, supply_voltage ou voltage para a fonte; r, R ou ohms para a resistência; c, C ou farads para a capacitância; t, elapsed_time ou seconds para o tempo—mas só pode aparecer uma chave por grandeza. Resistência ou capacitância nula ou negativa falha com invalid_input, porque tau não seria uma constante de tempo de carga positiva e a exponencial fica indefinida ou instantânea de um modo que esta ferramenta não modela. Em caso de sucesso o corpo devolve as entradas limpas, time_constant como R vezes C, capacitor_voltage como resultado principal e uma string de fórmula. Chamadas API bem-sucedidas usam a base publicada de US$ 0,002 por item; falhas de validação não consomem saldo pré-pago.
Onde uma calculadora de tensão de circuito RC se paga
Como a implementação é parse puro de nível A, cada chamada bem-sucedida custa a base publicada US$ 0,002 sem tokens de modelo e sem rede de saída, e entrada inválida não consome saldo.
Casos de integração
Fixtures de CI e gabaritos
Programe Vc(t)=Vs(1−e^(−t/RC)) com o mesmo módulo que o navegador usa para que corretores automáticos compartilhem uma única verdade de referência em problemas de circuito RC.
Perguntas técnicas
Como se calcula a tensão do capacitor em um circuito RC?
Envie source_voltage Vs finito em volts, resistance R em ohms, capacitance C em farads e time t em segundos. A API devolve Vc(t) = Vs × (1 − e^(−t/(R×C))) e a constante de tempo τ = R×C.