Calculateur de circuit RC

Calculez la constante de temps RC, les tensions de charge et de décharge du condensateur et le courant de charge à partir de la résistance, de la capacité, de la tension et du temps.

Charge et décharge RC

La capacité est saisie en microfarads puis convertie en farads en interne.

Résistance (ohms)

Capacité (µF)

Tension de source ou initiale (V)

Temps écoulé (s)

Comprendre les circuits RC

Un circuit RC associe une résistance et un condensateur, avec une réponse qui évolue de façon exponentielle plutôt qu'instantanée. Sa grandeur caractéristique est la constante de temps tau = RC, la résistance étant en ohms et la capacité en farads. Une constante de temps correspond au temps nécessaire pour atteindre environ 63.2 pour cent de la tension finale en charge, ou descendre à environ 36.8 pour cent de la tension initiale en décharge. Ce calculateur accepte les microfarads et applique automatiquement la conversion d'un million à un. Pour une charge par une source continue idéale, la tension du condensateur vaut Vc = Vs(1 - exp(-t/RC)). Le courant commence à Vs/R et décroît selon I = (Vs/R)exp(-t/RC). Lors d'une décharge depuis une tension initiale V0, la tension suit Vc = V0 exp(-t/RC). La tension de source ou initiale saisie sert donc de Vs pour les résultats de charge et de V0 pour la décharge. Ces équations supposent un condensateur initialement déchargé pour la charge, et initialement à la tension saisie pour la décharge. Les constantes de temps facilitent l'estimation du comportement réel. Après une constante de temps, la charge atteint 63.2 pour cent ; après deux, 86.5 pour cent ; après trois, 95 pour cent ; et après cinq, plus de 99 pour cent. En ingénierie, cinq constantes de temps sont généralement considérées comme une charge pratiquement complète. En décharge, ces mêmes étapes fonctionnent en sens inverse : il reste environ 36.8, 13.5, 5 et moins de 1 pour cent, respectivement. Les réseaux RC servent dans les temporisateurs, l'antirebond des interrupteurs, le conditionnement des capteurs, les étages de couplage, les détecteurs d'enveloppe et les filtres du premier ordre. Pour un filtre passe-bas ou passe-haut simple, la fréquence de coupure vaut 1/(2 pi RC) : la constante de temps contrôle donc aussi la réponse en fréquence. Augmenter la résistance ou la capacité ralentit le régime transitoire et abaisse la fréquence de coupure. Diminuer l'une ou l'autre accélère la réponse. Les condensateurs réels présentent une tolérance, des fuites, une résistance série équivalente et des limites de tension. Les sources et charges réelles ajoutent des résistances susceptibles de modifier la constante de temps effective. Les condensateurs électrolytiques peuvent s'écarter sensiblement de leur capacité nominale. Pour une bonne précision, utilisez des valeurs mesurées et incluez la résistance de source ou de charge. Le calculateur convient à l'apprentissage, à la préparation de montages sur plaque d'essai, au choix de composants et aux estimations rapides des transitoires. Les conceptions critiques doivent aussi être simulées et vérifiées avec les tolérances les plus défavorables.

Exemples de circuits RC

Ces exemples utilisent des composants idéaux et un condensateur initialement déchargé pour la charge.

Entrées	Résultat principal	Interprétation
1 kΩ, 100 µF, 5 V, 0.1 s	τ = 0.1 s; Vc = 3.1606 V	Après une constante de temps, le condensateur atteint 63.2 pour cent de la tension de source.
10 kΩ, 10 µF, 12 V, 0.2 s	τ = 0.1 s; Vc = 10.376 V	Après deux constantes de temps, la charge est achevée à environ 86.5 pour cent.
2.2 kΩ, 47 µF, 9 V, 0.5 s	τ = 0.1034 s; décharge = 0.0714 V	Après presque cinq constantes de temps, il reste moins d'un pour cent de la tension initiale.

Comment calculer la réponse d'un circuit RC

Saisissez la résistance en ohms et la capacité en microfarads.
Saisissez la tension continue de source pour la charge ou la tension initiale du condensateur pour la décharge.
Saisissez le temps écoulé en secondes depuis la commutation.
Sélectionnez Calculer le circuit RC et comparez la constante de temps, les tensions et le courant.

Questions fréquentes sur les circuits RC

Qu'est-ce qu'une constante de temps RC ?

C'est le produit de la résistance par la capacité en unités SI cohérentes. Elle décrit la rapidité de la réponse exponentielle de charge ou de décharge.

Pourquoi la charge n'atteint-elle jamais mathématiquement 100 pour cent ?

L'écart exponentiel avec la tension finale diminue continuellement sans jamais devenir nul dans l'équation idéale. En pratique, on considère généralement la charge complète après cinq constantes de temps.

Puis-je saisir la capacité en farads ?

Le calculateur attend des microfarads : multipliez donc la valeur en farads par un million avant la saisie. Par exemple, 0.001 F se saisit comme 1000 µF.

La résistance modifie-t-elle la tension finale du condensateur ?

Dans un circuit continu idéal sans charge externe, elle modifie la vitesse d'atteinte de la tension finale, pas cette tension elle-même. Une charge connectée peut former un diviseur et modifier la valeur finale.

Les tolérances réelles des condensateurs sont-elles incluses ?

Non, le calcul utilise les valeurs exactes saisies et des composants idéaux. Évaluez les capacités et résistances minimales et maximales lorsque la tolérance est importante.