RC时间常数计算器
算出任意电阻与电容的时间常数、充放电曲线和截止频率。
RC时间常数计算器完全在浏览器中运行,元件取值都在你的设备上计算。
解读电容标码
关于 RC时间常数计算器
串联的电阻和电容只有一个数决定它们的全部行为:时间常数τ,也就是R乘以C。经过一个τ,正在充电的电容达到电源电压的63.2%;经过五个τ达到99.3%,就算作已经稳定。同一对元件也是一阶滤波器,转折点在1/(2πRC),所以一个五毫秒稳定下来的消抖电路,同时也是约32赫兹的低通。这个计算器把这些一并给出,也能反过来用:给定时间常数,它替你选电阻或电容。
功能特性
- 时间常数、五倍τ的稳定时间和−3 dB截止频率
- 以时间常数为目标反解电阻或电容
- 一到五个时间常数处的充电与放电百分比
- 充电或放电到任意阈值电压所需的时间
- 在给定电源电压下储存的电荷与能量
- 支持4k7、100n这类工程写法和SI词头
- 结果自动缩放到合适的单位,从皮法到法
如何使用 RC时间常数计算器
- 以任意写法输入电阻和电容
- 读取时间常数、稳定时间和截止频率
- 设定电源电压和阈值,计算充电或放电用时
- 或者切换模式,按目标时间常数选元件
示例
输入
R = 10k, C = 100n
输出
tau 1 ms · settles in 5 ms · cutoff 159.2 Hz
经典的消抖网络:一毫秒的时间常数,在一次按键之内就已稳定。
常见错误与故障排除
- 时间常数差了一千倍。 — 少写了词头。100n和100u相差一千倍,工具会在每个输入框下方回显它读到的数值。
- 电容始终达不到电源电压。 — 它永远达不到。曲线是指数形式、渐近逼近;五个时间常数到达99.3%,因此那就是约定的稳定点。
- 实际电路比计算慢。 — 把源阻抗算进去。驱动级的输出电阻与你的电阻串联,若驱动能力弱,它可能主导时间常数。
- 电解电容的定时会漂。 — 它们的容差常在−20%到+80%之间,还会随时间老化。需要稳定定时时请用薄膜或C0G陶瓷电容。
常见问题
- RC时间常数的公式是什么?
- τ等于R乘以C,电阻用欧姆、电容用法拉,得到的时间单位是秒。10 kΩ配100 nF得到0.001秒,也就是一毫秒。
- 一个时间常数为什么是63.2%?
- 因为充电遵循1 − e^(−t/τ),在t = τ时算出0.632。这个数是从指数函数里自然得出的,放电的36.8%同理。
- 电容充满需要多久?
- 严格来说永远充不满,因为曲线是渐近的。实际中五个时间常数达到99.3%,几乎所有设计都当作充满。
- 截止频率和时间常数是什么关系?
- 截止频率是1/(2πτ)。一毫秒的时间常数对应159 Hz的转折点,所以选定时和选滤波其实是同一个决定。
- 按键消抖的RC该怎么取?
- 把时间常数取成抖动时间的几倍,通常是1到10毫秒,同时确认稳定时间仍短于需要捕捉的最短按压。
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