Tiempo de carga RC
Con 1 kΩ y 1 µF la constante de tiempo es de 1 ms, y una alimentación de 5 V carga el condensador hasta 2,5 V tras ln 2 constantes de tiempo. Indique resistencia, capacitancia, alimentación y tensión objetivo y obtenga los segundos. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Resistencia
- 1 000
- Capacitancia
- 0,000001
- Tensión de alimentación
- 5
- Tensión objetivo
- 2,5
- Tiempo
- 0,0006931472
- Tiempo (s)
- 0,0006931472
- Constante de tiempo
- 0,001
- Tau
- 0,001
Cuando se conmuta una alimentación de continua sobre una resistencia en serie y un condensador inicialmente descargado, la tensión del condensador asciende hacia el riel como una exponencial de primer orden y no llega del todo a la alimentación en un tiempo finito. Ingenieros, estudiantes y autores de firmware suelen necesitar la inversa de esa curva: cuántos segundos hasta que la tensión alcance un umbral elegido, por ejemplo un nivel alto lógico, una liberación de brown-out o la mitad del riel. Esta calculadora de tiempo de carga de condensador acepta la resistencia de serie en ohmios, la capacitancia en faradios, la tensión de alimentación en continua y la tensión objetivo, y devuelve t igual a menos R por C por el logaritmo natural de uno menos V sobre Vs.
Cómo el tiempo de carga se sigue de la exponencial RC
Parta de la ley de tensiones de Kirchhoff en un bucle en serie que contiene una alimentación constante Vs, una resistencia R y un condensador C inicialmente descargado. La ecuación del bucle es R C dVc sobre dt más Vc igual a Vs. Con Vc de cero igual a cero en el instante de conmutación, la solución única es Vc de t igual a Vs por uno menos e a la menos t sobre tau, donde la constante de tiempo tau es R por C.
Invertir esa forma cerrada para el tiempo transcurrido en el que Vc iguala un objetivo V elegido es un solo logaritmo: t igual a menos tau por ln de uno menos V sobre Vs, lo mismo que t igual a menos R C ln(1 − V/Vs). La fórmula solo está definida mientras V y Vs tengan el mismo signo y la magnitud de V sea estrictamente menor que la de Vs. En V igual a cero el condensador ya está en la condición inicial, así que el tiempo es cero.
En V igual a Vs el argumento del logaritmo es cero y el tiempo diverge, de acuerdo con el hecho físico de que una exponencial se acerca a su asíntota pero nunca llega. Tras una constante de tiempo la tensión es aproximadamente el 63.2 por ciento de la alimentación; tras ln(2) veces tau es el cincuenta por ciento; tras tres tau cerca del 95 por ciento; y tras cinco tau cerca del 99.3 por ciento, la regla clásica de asentamiento.
Contrato de entrada, forma de la respuesta y cuándo el objetivo es ilegal
Se admiten valores numéricos y cadenas numéricas para que formularios y pegado desde hojas de cálculo resulten cómodos; las cadenas con prefijo SI como un microfaradio escrito en texto no se analizan, así que pase uno por diez a la menos seis para una pieza de un microfaradio y mil para una resistencia de un kilohmio. Resistencia y capacitancia deben ser estrictamente mayores que cero. El objetivo debe quedar estrictamente entre cero y la alimentación, con la misma polaridad.
La igualdad con la alimentación también se rechaza porque no hay un tiempo de carga finito. La polaridad opuesta es inalcanzable desde un estado inicialmente descargado. Una comprobación de aula es un kilohmio y un microfaradio a cinco voltios apuntando a dos punto cinco voltios, el cincuenta por ciento, y debe devolver t igual a tau por ln(2).
Dónde aparece el tiempo de carga del condensador en el trabajo real
Los supervisores de reset, las redes de retardo al encendido y los bloques RC de arranque suave se dimensionan para que la tensión de un condensador cruce un comparador o un umbral lógico tras un retardo conocido; invertir V(t) para obtener t es el paso de diseño directo, no una idea a posteriori que se obtiene barriendo el tiempo.
Los equipos de arranque embebido convierten una fracción de riel elegida en un timeout de firmware y añaden margen para que los detectores de brown-out y las ventanas de enganche PLL no compitan con la exponencial analógica. Los laboratorios analógicos y de señal mixta piden a los estudiantes el tiempo al 50%, al 63% y al 95% de una alimentación para colocar cursores de osciloscopio antes de pasar a la descarga y a filtros multi-etapa.
Mantenga la calculadora directa V(t) de carga, la página desnuda tau igual a R C, la energía un medio C V al cuadrado y las herramientas de descarga desde tensión inicial en páginas separadas, de modo que cada intención de búsqueda tenga una herramienta clara en lugar de una página multi-fórmula sobrecargada que confunde a estudiantes y a motores de búsqueda.
Qué puede hacer con ella
Diseño de retardo de encendido y reset
Convierta un umbral de comparador o de nivel alto lógico en segundos para una red RC de supervisor o de arranque suave antes de fijar timeouts de firmware.
Ejercicios de carga RC en laboratorio
Calcule el tiempo al 50%, 63% y 95% de la alimentación para que los estudiantes coloquen cursores de osciloscopio sobre la exponencial ideal sin barrer t a mano.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre si la tensión objetivo supera la tensión de alimentación?
Una forma de onda de carga RC en serie ideal no puede rebasar el riel de alimentación, así que esa petición no se cobra.
¿Por qué no hay un tiempo finito cuando el objetivo iguala la alimentación?
Vc(t) se acerca a Vs solo cuando t tiende a infinito. Elija un objetivo estrictamente por debajo del riel (por ejemplo el 99% de Vs, unas cinco constantes de tiempo).
¿Paso microfaradios y kilohmios o unidades base SI?
Siempre unidades base SI: faradios, ohmios, voltios y segundos. Para 1 µF pase 1e-6; para 1 kΩ pase 1000. Cadenas con prefijo como "1uF" no se analizan.
¿Cuánto cuesta la calculadora de tiempo de carga de condensador?
La herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta en local.
¿Cuántas constantes de tiempo tarda el condensador en cargarse casi del todo?
Tras una constante de tiempo la tensión llega a cerca del 63,2 % de la alimentación, tras tres a cerca del 95 % y tras cinco a cerca del 99,3 %, la regla habitual de estabilización.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
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"
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"resistance": 1000,
"capacitance": 0.000001,
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});
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
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task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/capacitor-charge-time", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"resistance":1000,"capacitance":0.000001,"supply_voltage":5,"target_voltage":2.5}',
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$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)Ejemplo de solicitud
{
"resistance": 1000,
"capacitance": 0.000001,
"supply_voltage": 5,
"target_voltage": 2.5
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.capacitor_charge_time",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Si el objetivo supera la alimentación, la tarea falla con invalid_input, porque ninguna espera puede empujar una forma de onda de carga RC ideal más allá del riel.
Contrato de entrada, forma de la respuesta y cuándo el objetivo es ilegal
Envíe un cuerpo JSON por POST con cuatro números finitos obligatorios: resistance en ohmios, capacitance en faradios, supply_voltage en voltios y target_voltage en voltios. Se aceptan alias por comodidad—r, R u ohms para la resistencia; c, C o farads para la capacitancia; vs, Vs, supply o vcc para el riel; vt, Vc, target o charge_voltage para el umbral—pero solo puede aparecer una clave por magnitud. Si el objetivo supera la tensión de alimentación, el manejador rechaza la petición con invalid_input y un mensaje que nombra ambas tensiones; ese fallo no se cobra. En caso de éxito el cuerpo devuelve las entradas limpiadas, time y time_seconds como los segundos transcurridos, time_constant y tau como R por C, time_constants como t sobre tau, charge_fraction V sobre Vs, percent_of_supply, unit_time second, una expresión breve, method rc_series_charge_time y la fórmula. Las llamadas API exitosas usan la base publicada de $0.002 por ítem; los fallos de validación no consumen saldo prepago.
Dónde aparece el tiempo de carga del condensador en el trabajo real
Como la implementación es parse puro de nivel A, cada llamada exitosa cuesta la base publicada $0.002 sin tokens de modelo ni red de salida, y la entrada inválida no consume saldo.
Casos de integración
Fixtures de CI y claves de respuesta
Automatice t=−RC ln(1−V/Vs) con el mismo módulo que usa el navegador para que los calificadores automáticos compartan una sola verdad de referencia en problemas de tiempo de carga.
Preguntas técnicas
¿Cómo se calcula el tiempo de carga de un condensador en un circuito RC?
Envíe R finito en ohmios, C en faradios, supply_voltage Vs y target_voltage V. La API devuelve t = −R×C×ln(1 − V/Vs) en segundos, más la constante de tiempo τ = R×C.