RC電路計算機

RC電路由電阻與電容組成，其響應呈指數變化，而非瞬間完成。核心參數為時間常數 tau = RC，其中電阻以歐姆計，電容以法拉計。一個時間常數是充電電容達到最終電壓約63.2%，或放電電容降至初始電壓約36.8%所需的時間。本計算機接受以微法拉輸入的電容，並自動完成百萬分之一的單位換算。 由理想直流電源充電時，電容電壓為 Vc = Vs(1 - exp(-t/RC))。電流從 Vs/R 開始，依 I = (Vs/R)exp(-t/RC) 衰減。由初始電壓 V0 放電時，電容電壓遵循 Vc = V0 exp(-t/RC)。因此，輸入的電源或初始電壓，在充電計算中作為 Vs，在放電計算中作為 V0。這些公式假設充電開始時電容已完全放電，而放電則從輸入電壓開始。 時間常數讓實際電路行為更容易估算。經過一個時間常數，電容充電達63.2%；兩個後為86.5%；三個後為95%；五個後超過99%。工程上通常將五個時間常數視為充電大致完成。相同時間點反向套用於放電時，剩餘比例分別約為36.8%、13.5%、5%及不到1%。 RC網路常見於定時電路、開關去彈跳、感測器訊號調理、耦合級、包絡檢波器及一階濾波器。基本低通或高通濾波器的截止頻率為 1/(2 pi RC)，因此時間常數也控制頻率響應。增加電阻或電容都會使暫態變化變慢，並降低截止頻率；降低任一數值則會加快電路響應。 實際電容具有容差、漏電、等效串聯電阻及耐壓限制，真實電源與負載也會引入電阻，改變有效時間常數。電解電容的實際值可能與標示值有明顯差異。重視精度時，請使用實測元件值，並納入電源或負載電阻。本計算機適合教學、麵包板規劃、元件選用與快速暫態估算；關鍵設計仍應在最不利容差條件下進行模擬與驗證。