Vídeo: Me Salva! RLC05 - Capacitores - Circuito RC - Constante de Tempo 2024
Saber exatamente quanto tempo leva para carregar um capacitor é uma das chaves para usar capacitores corretamente em seus circuitos eletrônicos, e você pode obter essa informação calculando a constante de tempo RC.
Quando você coloca uma tensão em um capacitor, leva um pouco de tempo para o capacitor carregar completamente. Durante este tempo, a corrente flui através do capacitor. Da mesma forma, quando você descarrega um capacitor colocando uma carga sobre ele, leva um pouco de tempo para o capacitor se descarregar completamente.
Quando um capacitor está a carregar, a corrente flui de uma fonte de tensão através do capacitor. Na maioria dos circuitos, um resistor também está trabalhando em série com o capacitor.
A taxa a que o capacitor carrega através de um resistor é chamada constante de tempo RC (o RC significa resistor-capacitor ), que pode ser calculado simplesmente multiplicando a resistência em ohms pela capacitância em farads. Aqui está a fórmula:
T = R C
Por exemplo, suponha que a resistência seja de 10 kΩ e a capacitância seja de 100 μF. Antes de fazer a multiplicação, você deve primeiro converter o μF para Farads. Uma vez que um μF é um milionésimo de farad, você pode converter μF para Farads, dividindo o μF em um milhão. Portanto, 100 μF é equivalente a 0. 0001 F. Multiplicando 10 kΩ por 0. 0001 F lhe dá uma constante de tempo de 1 segundo.
Observe que, se você deseja aumentar a constante de tempo RC, você pode aumentar a resistência ou a capacitância, ou ambas. Observe também que você pode usar um número infinito de combinações de valores de resistência e capacitância para alcançar uma constante de tempo RC desejada. Por exemplo, todas as seguintes combinações de resistência e capacitância produzem uma constante de tempo de um segundo:
| Resistência | Capacitância | Constante de tempo RC |
|---|---|---|
| 1 kÙ | 1 000 000 | 1 s |
| 10 kÙ | 100 ìF | 1 s |
| 100 kÙ | 10 ìF | 1 s |
| 1 MÙ | 1 ìF | 1 s |
Vira que em cada intervalo da constante de tempo RC, o capacitor move 63. 2% mais perto de uma carga total. Por exemplo, após o primeiro intervalo, a tensão do capacitor é igual a 63. 2% da tensão da bateria. Portanto, se a tensão da bateria for de 9 V, a tensão do capacitor é inferior a 6 V após o primeiro intervalo, deixando-o a pouco mais de 3 V de distância de ser totalmente carregado.
No segundo intervalo de tempo, o capacitor capta 63. 2%, não dos 9 V completos da tensão da bateria, mas 63. 2% da diferença entre a carga de partida (pouco menos de 6 V) e a Tensão da bateria (9 V).Assim, a carga do capacitor ganha apenas mais de dois volts adicionais, levando-o a cerca de 8 V.
Este processo continua repetindo: em cada intervalo de tempo, o capacitor capta 63. 2% da diferença entre sua tensão inicial e a tensão total. Em teoria, o capacitor nunca será totalmente carregado porque com a passagem de cada constante de tempo RC, o capacitor pega apenas uma porcentagem da carga disponível restante. Mas dentro de apenas algumas constantes de tempo, a capacidade torna-se muito próxima de totalmente carregada.
O seguinte fornece uma aproximação útil da porcentagem de carga que um capacitor atinge após as cinco primeiras constantes de tempo. Para todos os efeitos práticos, você pode considerar o capacitor totalmente carregado depois de cinco constantes de tempo terem decorrido.
| Intervalo de constante de tempo RC | Porcentagem da carga total |
|---|---|
| 1 | 63. 2% |
| 2 | 86. 5% |
| 3 | 95. 0% |
| 4 | 98. 2% |
| 5 | 99. 3% |
