Kalkulator Tetapan Waktu RC Sirkuit

Tetapan waktu τ (tau) dari sirkuit RC sama dengan hambatan dikalikan kapasitansi, τ = R × C. Satuannya detik dan mengukur seberapa cepat kapasitor mengisi atau mengosongkan melalui hambatan. Setelah satu tetapan waktu, kapasitor yang mengisi mencapai sekitar 63.2% dari tegangan sumber; setelah lima tetapan waktu, dianggap penuh (≈ 99.3%).

Untuk sirkuit hambatan-kumparan, tetapan waktu adalah τ = L / R, bukan R × C. Sebaliknya dari menggambarkan bagaimana tegangan terbentuk pada kapasitor, ini menggambarkan bagaimana arus terbentuk (atau mengurangi) melalui kumparan. Bentuk eksponensial yang sama berlaku: i(t) = I_max × (1 − e^(−t/τ)) saat diberi energi, dan i(t) = I_0 × e^(−t/τ) saat dideaktivasi.

Persamaan pengisian V(t) = Vs × (1 − e^(−t/τ)) menjadi V(τ) = Vs × (1 − 1/e). Nilai 1 − 1/e ≈ 0.6321, sehingga setelah satu τ kapasitor mencapai sekitar 63.2% dari tegangan sumber. Angka ini merupakan bagian dari penurunan eksponensial kurva, bukan terkait komponen tertentu.

Secara matematis, kapasitor tidak pernah mencapai tegangan sumber secara penuh — kurva eksponensial hanya mendekati nilai itu. Para insinyur menggunakan konvensi bahwa kapasitor terisi penuh setelah sekitar 5τ, pada saat itu tegangan mencapai sekitar 99.3% dari Vs. Di atas 5τ, kesalahan yang tersisa biasanya di bawah toleransi sirkuit.

Nilai komponen dapat mencapai dua belas orde besarnya: kapasitor dalam picofarad (10⁻¹²) hingga farad, hambatan dari miliohms hingga megaohms. Hasil dari R × C berada dari nanodetik hingga jam, sehingga mengonversi setiap nilai ke satuan dasar SI (ohm dan farad) sebelum dikalikan adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan hasil yang benar, terutama ketika input berbeda skala seperti kΩ dan µF.