Setiap rangkaian yang menggabungkan resistor dan kapasitor — mulai dari lampu kilat kamera hingga pengatur waktu LED sederhana hingga filter audio low-pass — mengikuti kurva pengisian dan pengosongan eksponensial yang sama, dan kecepatan kurva tersebut ditentukan oleh satu angka: konstanta waktu RC. Kalkulator ini menghitung τ = R × C dan menunjukkan tegangan yang dihasilkan dari waktu ke waktu untuk pengisian dan pengosongan.

Cara kerja Kalkulator Konstan Waktu RC

Kalkulator mengalikan hambatan (dikonversi ke ohm) dengan kapasitansi (dikonversi ke farad) untuk mendapatkan τ dalam hitungan detik: τ = R × C. Pada tab Pengisian dan Pengosongan, ia menghubungkan τ tersebut ke solusi persamaan diferensial RC orde pertama standar — V(t) = V₀(1 − e^(−t/τ)) untuk pengisian daya dan V(t) = V₀·e^(−t/τ) untuk pemakaian — keduanya diturunkan dari hukum tegangan Kirchhoff yang diterapkan pada rangkaian RC seri. Ini adalah persamaan yang sama yang digunakan dalam kursus pengantar elektronik dan fisika (misalnya Sirkuit Mikroelektronik Sedra & Smith, Dasar-Dasar Fisika Halliday & Resnick).

Masukan dan artinya

Resistansi (R) dan kapasitansi (C) atur konstanta waktu — pilih unit mana pun (Ω/kΩ/MΩ untuk resistansi, µF/nF/pF untuk kapasitansi) yang cocok dengan lembar data komponen Anda; kalkulator mengubah semuanya secara internal. Tegangan suplai atau tegangan awal (V₀) adalah tegangan yang digunakan atau dikeluarkan oleh kapasitor. Waktu yang berlalu (t) adalah berapa lama rangkaian telah diisi atau dikosongkan, dalam µs, ms, atau s. Konstanta waktu τ sendiri mempunyai pengaruh yang sangat besar: menggandakan R atau C akan menggandakan τ dan menggandakan waktu yang dibutuhkan setiap tahapan kurva.

Batasan dan kasus tepi

Kalkulator ini memodelkan rangkaian RC seri ideal dengan satu resistor dan kapasitor — kalkulator ini tidak memperhitungkan kombinasi paralel/seri dari beberapa resistor atau kapasitor (gabungkan keduanya menjadi R dan C yang setara terlebih dahulu), impedansi sumber, arus bocor kapasitor, atau toleransi komponen yang tidak ideal (resistor dan kapasitor sebenarnya biasanya bervariasi ±5-20% dari nilai yang tertera pada label). Untuk rangkaian dengan induktor (RLC) perilakunya berosilasi dan bukan eksponensial sederhana, dan alat ini tidak berlaku. Perlakukan pencapaian pos pemeriksaan (63,2%, 86,5%, 95,0%, 98,2%, 99,3%) sebagai perkiraan buku teks — sirkuit nyata mencapai persentase tersebut hanya dalam kondisi ideal.