Berekening van de laad- / ontlaadtijd van de condensator met behulp van RC Constant

De laad- en ontlaadperioden van de condensator worden meestal berekend via een RC-constante genaamd tau, uitgedrukt als het product van R en C, waarbij C de capaciteit is en R de weerstandsparameter die in serie of parallel kan staan ​​met de condensator C.Het kan zijn uitgedrukt zoals hieronder weergegeven:

τ = R C

De RC-constante tau kan worden gedefinieerd als de periode die nodig is om een ​​bepaalde condensator op te laden via een bijbehorende serieweerstand met een verschil van ongeveer 63,2% tussen het aanvankelijke oplaadniveau en het uiteindelijke oplaadniveau.

Omgekeerd kan de hierboven uitgedrukte RC-constante worden gedefinieerd als de periode die nodig is om dezelfde condensator te ontladen via een parallelle weerstand totdat 36,8% van het laadniveau over is.

De reden achter het instellen van deze limieten is de extreem trage reactie van de condensator buiten deze limieten, waardoor de laad- of ontlaadprocessen om bijna een oneindige hoeveelheid tijd te nemen om de respectievelijke volledige lading of volledige ontlading te bereiken, en wordt daarom genegeerd in de formule.

De waarde van tau is afgeleid van de wiskundige constante is , of

​

en om preciezer te zijn kan dit worden uitgedrukt als de spanning die nodig is voor het opladen van de condensator met betrekking tot de parameter 'tijd', zoals hieronder aangegeven:

Opladen

V (t) = V0 (1 - e ^ −t / τ)

Ontladen

V (t) = V0 (e ^ −t / τ)

Afgesneden frequentie

De tijdconstante

τ

wordt ook typisch geassocieerd met een alternatieve parameter, de afsnijfrequentie f c, en kan worden uitgedrukt door de formule:

τ = R C = 1/2 π f c

het herschikken van het bovenstaande geeft :, f c = 1/2 π R C = 1/2 π τ

waarbij weerstand in ohm en capaciteit in farad de tijdconstante in seconden of de frequentie in Hz oplevert.

De bovenstaande uitdrukkingen kunnen verder worden begrepen met korte voorwaardelijke vergelijkingen, bijvoorbeeld:

f c in Hz = 159155 / τ in µsτ in µs = 159155 / f c in Hz

Andere vergelijkbare bruikbare vergelijkingen worden hieronder weergegeven die kunnen worden gebruikt voor het beoordelen een typisch RC-constant gedrag:
stijgtijd (20% tot 80%)

t r ≈ 1,4 τ ≈ 0,22 / f c

stijgtijd (10% tot 90%)

t r ≈ 2,2 τ ≈ 0,35 / f c

In bepaalde gecompliceerde circuits die meer dan één weerstand en / of condensator kunnen vergezellen, biedt de benadering van de open-circuittijdconstante toevallig een manier om de afsnijfrequentie af te leiden door het totaal van vele bijbehorende RC-tijdconstanten te analyseren en te berekenen.