RC-Entladespannung zu einem Zeitpunkt berechnen

Geben Sie Anfangsspannung, Widerstand in Ohm, Kapazität in Farad und verstrichene Zeit in Sekunden ein. Das Ergebnis folgt der üblichen exponentiellen Abklingkurve und enthält außerdem die RC-Zeitkonstante, den Abklingfaktor und den verbleibenden Anteil der Anfangsspannung. Damit können Sie Zeitglieder, das Verhalten beim Abschalten, die Überbrückung von Sensoren und Sicherheitsabschätzungen prüfen, ohne die Exponentialfunktion von Hand auszuwerten.

So beschreibt die RC-Entladegleichung die Spannung

Ein geladener Kondensator verliert nicht in jeder Sekunde dieselbe Voltzahl. Wird er über einen Widerstand entladen, folgt seine Spannung der Beziehung V(t) = V0 × exp(−t/(R × C)). V0 ist die Spannung zu Beginn der Entladung, t die vergangene Zeit in Sekunden, R der Widerstand in Ohm und C die Kapazität in Farad. Das Produkt R × C ergibt die Zeitkonstante τ in Sekunden. Der Rechner wertet diese Gleichung direkt aus und liefert neben der Spannung weitere Prüfwerte. Nach einer Zeitkonstante sind etwa 36.8 Prozent der Anfangsspannung vorhanden, nach zwei etwa 13.5 Prozent und nach fünf weniger als ein Prozent. Die mathematische Kurve nähert sich null stetig an, erreicht null aber nicht in endlicher Zeit. Das ist wichtig, wenn Ihre Schaltung einen Logikschwellwert, eine Mindestbetriebsspannung oder ein Berührungsschutz-Ziel besitzt. Verwenden Sie deshalb einen konkreten Grenzwert und nicht nur die Annahme, der Kondensator sei bereits leer.

Einheiten richtig eingeben und Ergebnis auswerten

Verwenden Sie Volt für die Anfangsspannung, Ohm für den Widerstand, Farad für die Kapazität und Sekunden für die Zeit. Rechnen Sie übliche Bauteilangaben vorher um: 10 kΩ entsprechen 10,000 Ohm, 100 µF entsprechen 0.0001 Farad und 250 ms entsprechen 0.25 Sekunden. Der Rechner nimmt reine Zahlen statt Angaben wie 10k oder 100uF an, damit die Einheiten eindeutig bleiben. Widerstand und Kapazität müssen größer als null sein, weil null den Exponenten dieses idealen Modells undefiniert macht. Zeit und Anfangsspannung dürfen null, jedoch nicht negativ sein. Die Restspannung verwendet dieselbe Skala wie der Eingang. Der Abklingfaktor reicht von null bis eins; der Prozentwert stellt dasselbe Verhältnis von null bis 100 dar. Vergleichen Sie die berechnete Spannung stets mit dem tatsächlichen Grenzwert Ihrer Konstruktion, anstatt sich ausschließlich auf eine gerundete Zahl von Zeitkonstanten zu verlassen.

Ideales Modell und praktische Grenzen berücksichtigen

Die Berechnung setzt einen idealen Kondensator mit konstanter Kapazität voraus, der sich über genau einen festen Widerstand entlädt. Reale Schaltungen können abweichen, wenn sich die Last mit der Spannung ändert, ein Halbleiterpfad nichtlinear ist, Leckströme einen weiteren Weg bilden oder der Ersatzserienwiderstand einen anfänglichen Sprung verursacht. Auch Bauteiltoleranzen verändern die Zeitkonstante: Ein Widerstand mit ±5 Prozent und ein Kondensator mit ±20 Prozent können eine deutlich andere Spannung als den Nennwert ergeben. Temperatur, Alterung, dielektrische Absorption und Messgerät sorgen für weitere Abweichungen. Wiederholen Sie bei einer Auslegung die Rechnung mit plausiblen Minimal- und Maximalwerten. Betrachten Sie das ideale Resultat bei Sicherheitsarbeiten niemals als Nachweis fehlender Energie; messen Sie die tatsächliche Spannung und befolgen Sie die Gerätevorschriften. Innerhalb dieser Grenzen eignet sich die Formel zur Vorauslegung, Auswahl eines Entladewiderstands und Prüfung von Schwellen. Eine API-Anfrage kostet $0.002; externe Daten werden nicht benötigt.