Calculadora de circuito RC

Un circuito RC combina un resistor y un capacitor, y produce una respuesta que cambia de forma exponencial, no instantánea. Su magnitud característica es la constante de tiempo tau = RC, con resistencia en ohmios y capacitancia en faradios. Una constante de tiempo es el tiempo necesario para que un capacitor en carga alcance aproximadamente el 63.2 por ciento del voltaje final, o para que uno en descarga baje al 36.8 por ciento del voltaje inicial. Esta calculadora acepta microfaradios y aplica automáticamente la conversión de un millón a uno. Al cargar desde una fuente ideal de corriente continua, el voltaje del capacitor es Vc = Vs(1 - exp(-t/RC)). La corriente empieza en Vs/R y disminuye según I = (Vs/R)exp(-t/RC). Durante la descarga desde un voltaje inicial V0, se cumple Vc = V0 exp(-t/RC). Por tanto, el voltaje de fuente o inicial se usa como Vs para la carga y como V0 para la descarga. Estas ecuaciones suponen un capacitor completamente descargado al comenzar la carga y con el voltaje introducido al comenzar la descarga. Las constantes de tiempo facilitan la estimación del comportamiento práctico. Tras una constante de tiempo, la carga alcanza el 63.2 por ciento; tras dos, el 86.5 por ciento; tras tres, el 95 por ciento; y tras cinco, supera el 99 por ciento. En ingeniería se suele considerar que cinco constantes de tiempo equivalen a una carga prácticamente completa. En la descarga ocurre lo inverso: quedan aproximadamente el 36.8, 13.5, 5 y menos del 1 por ciento, respectivamente. Las redes RC se usan en temporizadores, eliminación de rebotes de interruptores, acondicionamiento de sensores, etapas de acoplamiento, detectores de envolvente y filtros de primer orden. En un filtro básico pasa bajos o pasa altos, la frecuencia de corte es 1/(2 pi RC), por lo que la constante de tiempo también controla la respuesta en frecuencia. Aumentar la resistencia o la capacitancia ralentiza el transitorio y reduce la frecuencia de corte. Reducir cualquiera de ellas acelera la respuesta. Los capacitores reales tienen tolerancia, fugas, resistencia serie equivalente y límites de voltaje. Las fuentes y cargas reales añaden resistencias que pueden modificar la constante de tiempo efectiva. Los capacitores electrolíticos pueden diferir mucho de su valor nominal. Cuando importe la precisión, usa valores medidos e incluye la resistencia de la fuente o la carga. Esta calculadora es útil para aprender, planificar montajes en protoboard, elegir componentes y revisar transitorios rápidamente, pero los diseños críticos también deben simularse y verificarse con las tolerancias más desfavorables.