電子機器 / 回路
RC時定数計算機（τ、充電曲線、カットオフ）
抵抗とコンデンサーの時定数、各時定数後の充電・放電の割合と電圧、RCフィルターのカットオフ周波数を計算します。
RC時定数計算機（τ、充電曲線、カットオフ）: 時定数τ = R × Cは、抵抗を通して充電するコンデンサーが電源電圧の63.2%に達するまでの時間です。2、3、4、5τ後には、それぞれ86.5%、95.0%、98.2%、99.3%に達し、1 − e^(−t/τ)に従います。放電はその鏡像のように進みます。同じ組み合わせをフィルターとして使うと、−3 dBのカットオフ周波数は1 ÷ (2π × R × C)です。 サーバーへのファイルアップロードは一切なく、100%ブラウザ内でローカル実行します。
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完全にブラウザ内で実行します
| 時間 | 充電：電源電圧に対する割合 | 電圧 | 放電：残量の割合 |
|---|---|---|---|
| 1 τ = 1 s | 63.2% | 3.161 V | 36.8% |
| 2 τ = 2 s | 86.5% | 4.323 V | 13.5% |
| 3 τ = 3 s | 95% | 4.751 V | 5% |
| 4 τ = 4 s | 98.2% | 4.908 V | 1.8% |
| 5 τ = 5 s | 99.3% | 4.966 V | 0.7% |
τ = R × Cです。抵抗を通して充電すると、コンデンサーの電圧は1τ後に電源電圧の63.2%、2τ後に86.5%、5τ後に99.3%に達し、通常は満充電とみなされます。放電では同じ曲線を下向きにたどります。ローパスフィルターまたはハイパスフィルターとして使用する場合、同じRとCの−3 dBカットオフ周波数は1 ÷ (2π × R × C)です。
計算例
1 kΩと1 µF：τ = 1 msで、遮断周波数は159 Hzです。10 kΩと100 nF：τ = 1 msでもあります。100 kΩと10 µF：τ = 1 sで、スイッチを切ると暗くなるライトに適した、ゆっくりしたフェードになります。
コンデンサーに印字された値を読み取るには、コンデンサーコード変換をお使いください。
スイッチのチャタリング除去
ボタン入力にRC回路を使うと、接点バウンスを平滑化できます。τを約5～10 msにすると、電圧の変化が遅くなり、バウンスが別々の押下として検出されなくなります。代わりにソフトウェアでチャタリング除去を行う設計も多くあります。
555タイマー計算機は、同じ充電曲線を使ってタイミングを設定します。
使い方
- 抵抗値をキロオーム、静電容量をマイクロファラッドで入力します。
- 必要に応じて電源電圧を入力します。
- τ、カットオフ周波数、充電表と曲線を確認します。
プライバシーと制限事項
すべての計算はブラウザ内で行われます。
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よくある質問
コンデンサーが完全に充電されるまでどのくらいかかりますか？
理論上は永遠にかかりますが、5τ後には1%以内に達するため、通常はこれを実用上の答えとします。
10 kΩと100 µFの場合はどうなりますか？
τ = 10,000 × 0.0001 = 1秒です。
これはフィルターとどのような関係がありますか？
RCローパスフィルターは1 ÷ (2πRC)未満の周波数を通し、それより高い周波数を1桁あたり20 dB減衰させます。RとCを入れ替えると、同じカットオフ周波数のハイパスフィルターになります。
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