Calculadora de carga RC
Con 1 kΩ, 1 µF y una fuente de 5 V, el condensador llega a 3,16060279414 V a 1 ms, que es una constante de tiempo y el 63,2120558829 % de la fuente. Escriba la resistencia, la capacidad, la fuente y el tiempo transcurrido. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Resistencia en serie en ohmios
- 1 000
- Capacitancia en faradios
- 0,000001
- Alimentación de continua
- 5
- Tiempo
- 0,001
- Constante de tiempo
- 0,001
- Constante τ
- 0,001
- Tensión del condensador
- 3,1606027941
- Tensión
- 3,1606027941
Cuando se conmuta una fuente de continua sobre una resistencia en serie y un condensador inicialmente descargado, la tensión del condensador no salta; sube suavemente hacia la fuente a medida que se acumula carga en las placas. La solución clásica de primer orden es V_c(t)=V_s(1−e^(−t/RC)), donde R es la resistencia en serie en ohmios, C la capacitancia en faradios, V_s el escalón de alimentación en voltios y t el tiempo transcurrido en segundos. Los diseñadores usan esa curva para dimensionar redes de temporización, comprobar cuánto se ha asentado un riel tras un retardo de arranque y convertir productos RC en hitos de porcentaje de alimentación a una, dos, tres y cinco constantes de tiempo. Esta calculadora de carga de condensador acepta R y C finitos no negativos, una tensión de alimentación finita y un tiempo no negativo, y devuelve la tensión del condensador, la constante de tiempo RC, la fracción de carga, la carga almacenada y la corriente de serie instantánea mediante una sola evaluación determinista. El tiempo transcurrido negativo se rechaza con un error de validación claro porque el modelo transitorio se define para t mayor o igual que cero tras el cierre del interruptor.
Cómo sube la tensión del condensador durante la carga RC en serie
Parta de la ley de tensiones de Kirchhoff en un bucle en serie que contiene una alimentación constante V_s, una resistencia R y un condensador C inicialmente descargado. La corriente por la resistencia es C por dV_c sobre dt, y la caída en la resistencia es R por esa corriente, de modo que la tensión del condensador obedece la EDO lineal R C dV_c/dt más V_c igual a V_s.
Con V_c de cero igual a cero en el instante de conmutación, la solución única es V_c de t igual a V_s por uno menos la exponencial de menos t sobre tau, donde la constante de tiempo tau es R por C. En t igual a cero la tensión es cero; tras un tau alcanza aproximadamente el 63.2 por ciento de V_s; tras tres tau cerca del 95 por ciento; y tras cinco tau cerca del 99.3 por ciento, la regla clásica de asentamiento.
La corriente complementaria es I de t igual a V_s sobre R por e a la menos t sobre tau, grande en el primer instante y decayendo hacia cero a medida que el condensador se aproxima a circuito abierto en continua. La carga almacenada en las placas es simplemente C por la tensión instantánea, de modo que una vez conocido V_c el recuento en culombios sigue sin una segunda ecuación diferencial.
El modelo asume partes lineales ideales, sin absorción dieléctrica y un escalón puro aplicado en t igual a cero; interruptores reales, ESR y fugas añaden efectos de segundo orden que pertenecen a otras vías de análisis. La energía almacenada es un medio C V_c al cuadrado y no es a propósito la salida principal aquí, porque la intención de búsqueda de tensión de carga frente al tiempo difiere de la de energía o del producto desnudo Q igual a C V a polarización fija.
Dónde aparecen las calculadoras de carga de condensador en el trabajo real
Los laboratorios introductorios de electrónica asignan constantemente gráficos de carga RC para que los estudiantes marquen hitos de un tau y cinco tau en el osciloscopio antes de pasar a la descarga y a filtros multi-etapa. Los equipos embebidos y de electrónica de potencia estiman cuánto tarda una red RC de arranque suave o un supervisor de reset en llevar un riel a una fracción de la alimentación final, y convierten ese retardo en timeouts de firmware y márgenes de brown-out.
Los diseñadores analógicos que dimensionan ventanas de sample-and-hold, detectores de pico y bloques de temporización RC necesitan V_c de t y no solo la constante de tiempo desnuda, porque el porcentaje de la tensión final es el criterio de aceptación en el banco.
Mantenga el producto estático Q igual a C V, la página solo de constante de tiempo tau igual a R C, la energía un medio C V al cuadrado y las calculadoras de descarga desde tensión inicial en páginas separadas para 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
Ejercicios de carga RC en laboratorio
Calcule V_c(t) y el porcentaje de alimentación a una, tres y cinco constantes de tiempo para que los estudiantes comparen cursores del osciloscopio con la curva exponencial ideal.
Temporización de arranque suave y reset
Estime la tensión del condensador tras un retardo de encendido en redes RC de arranque suave y supervisores antes de fijar timeouts de firmware.
Preguntas frecuentes
¿Qué fórmula usa esta calculadora de carga de condensador?
V_c(t) = V_s × (1 − e^(−t/(R×C))) para un condensador inicialmente descargado en serie con R impulsado por un escalón V_s. La constante de tiempo es τ = R×C.
¿Qué ocurre si el tiempo es negativo?
El tiempo de carga transcurrido debe ser ≥ 0 segundos; el tiempo negativo se rechaza y no se cobra.
¿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 herramienta del navegador es gratuita y se ejecuta en local.
¿Cuánto tarda un condensador en cargarse casi por completo?
Unas cinco constantes de tiempo. Tras una constante RC la tensión llega al 63,2 % de la fuente, tras tres a cerca del 95 % y tras cinco a cerca del 99,3 %, la regla habitual para dar una línea por estabilizada.
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
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Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/capacitor-charge-time \
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"time": 0.001
}Ejemplo de respuesta
{
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"type": "elec.capacitor_charge_time",
"status": "queued",
"_links": {
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}
}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
Qué envía usted y qué recibe a cambio
Se admiten valores numéricos y cadenas numéricas para que formularios y pegado desde hojas de cálculo resulten cómodos; cadenas con prefijos 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 mayores o iguales que cero; el tiempo transcurrido debe ser mayor o igual que cero. Se rechazan NaN e Infinity. Comprobaciones clásicas de aula incluyen un kilohmio y un microfaradio a cinco voltios tras un milisegundo, exactamente una constante de tiempo y cerca del 63.2 por ciento de cinco voltios, y el caso t igual a cero que debe devolver cero voltios en el condensador. Envíe cuatro números finitos: resistencia bajo el campo resistance en ohmios, capacitancia bajo capacitance en faradios, supply_voltage bajo supply_voltage en voltios y time bajo time en segundos. Se aceptan alias por comodidad—r, R u ohms para la resistencia; c, C o farads para la capacitancia; vs, Vs, voltage o volts para la alimentación; t o seconds para el tiempo transcurrido—pero solo puede aparecer una clave por magnitud en cada petición. El tiempo negativo se rechaza con invalid_input y el mensaje indica que el tiempo negativo no está permitido; R o C negativos fallan de la misma forma. En caso de éxito la respuesta devuelve entradas limpiadas, time_constant y tau como R por C, capacitor_voltage y voltage como V_c de t, charge_fraction entre cero y uno, percent_of_supply como cien veces esa fracción, charge y charge_coulombs como C por V_c, current y current_amperes como la corriente de serie cuando es finita, etiquetas de unidad, una expresión breve, method rc_series_charge y la cadena de fórmula. El precio de las llamadas API exitosas es la base publicada de $0.002 por ítem; los fallos de validación no consumen saldo prepago.
Dónde aparecen las calculadoras de carga de condensador en el trabajo real
Como esta capacidad es un motor de parse puro, el precio de la API es la base publicada de $0.002 por ítem exitoso y la validación fallida no consume saldo.
Casos de integración
Fixtures de CI y claves de respuesta
Automatice la misma evaluación V_c(t)=V_s(1−e^(−t/RC)) usada en el navegador para que calificadores automáticos compartan una sola verdad de referencia en problemas de carga.
Preguntas técnicas
¿Qué tensión obtengo en t = 0 o tras muchas constantes de tiempo?
En t = 0 la tensión del condensador es 0 (inicialmente descargado). Conforme crece t, V_c se acerca a V_s; tras unos 5τ es aproximadamente el 99.3% de la alimentación.