Introduza a resistência e a capacidade de um circuito de carga simples para obter a constante de tempo e a progressão completa da carga. Adicione a tensão de alimentação para ver também a tensão atingida em cada etapa.
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Progressão da carga por constante de tempo:
| Tempo decorrido | Carga atingida | Tempo | Tensão atingida |
|---|
Este cálculo assume um condensador ideal totalmente descarregado no início, uma resistência fixa e nenhuma corrente de fuga. Os condensadores eletrolíticos reais têm normalmente uma tolerância de cerca de +-20%, pelo que estes valores devem ser vistos como uma estimativa próxima e não uma medição exata.
Por que um condensador nunca chega mesmo aos 100%
Na disciplina de Eletrotecnia dos cursos profissionais portugueses, um exercício habitual pede o traçado da curva de carga de um condensador através de uma resistência a partir de uma fonte de corrente contínua fixa: a tensão segue V(t) = Vmax x (1 - e^(-t / RC)), uma curva que se vai achatando mas que matematicamente nunca toca por completo a tensão de alimentação. O produto R x C, chamado constante de tempo (τ), define o ritmo: ao fim de uma τ o condensador tem cerca de 63% da tensão de alimentação, e ao fim de cinco τ está suficientemente perto do máximo (cerca de 99%) para ser considerado carregado na prática. Esta calculadora obtém τ a partir da sua resistência e capacidade, e divide a subida nestas etapas.
A progressão da carga por constante de tempo
| Tempo decorrido | Carga atingida |
|---|---|
| 1τ | 63,21% |
| 2τ | 86,47% |
| 3τ | 95,02% |
| 4τ | 98,17% |
| 5τ | 99,33% |
Os limites desta ferramenta
A fórmula acima assume uma resistência e um condensador ideais, alimentados por uma fonte sem resistência interna, e não considera a corrente de fuga que faz um condensador real perder carga lentamente mesmo sem nada ligado a ele. Os condensadores eletrolíticos vendidos no mercado costumam ter uma tolerância de cerca de +-20% sobre o valor impresso segundo a norma EN 60384, pelo que uma montagem real carrega um pouco mais depressa ou mais devagar do que esta ferramenta prevê. O tempo de descarga através de uma resistência segue a curva inversa, V(t) = Vmax x e^(-t / RC), e atinge os mesmos marcos de constante de tempo em sentido contrário.
Um exemplo com números
Uma resistência de 10kΩ em série com um condensador de 100µF dá τ = 10.000 x 0,0001 = 1 segundo, o condensador atinge portanto cerca de 63% da tensão de alimentação ao fim de 1 segundo e cerca de 99% ao fim de 5 segundos, seja qual for a tensão de alimentação usada. Este atraso RC é o mesmo princípio por trás do carregamento de um flash de câmara entre disparos, ou de um circuito simples de reinício ao ligar uma placa com microcontrolador. Para o lado da resistência do mesmo circuito, a Calculadora da Lei de Ohm cobre tensão, corrente, resistência e potência em conjunto.