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RC 시간 상수 계산기

RC 회로 시간 상수 θ, 충전 시간을 63.2% 및 99% 로 계산하고 -3dB 차단 주파수를 계산합니다.필터 및 타이밍 회로 설계에 필수적입니다.

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공식

\tau = RC, \quad f_{-3dB} = \frac{1}{2\pi RC}

τTime constant (s)
RResistance (Ω)
CCapacitance (F)

작동 방식

RC 시정수는 전기 시스템에서 전하가 축적되거나 소산되는 방식을 포착하여 저항-커패시터 회로의 기본 동작을 나타냅니다.커패시터가 저항을 통해 충전 또는 방전되면 전압은 선형이 아니라 기하급수적으로 변합니다.이 시정수 (θ) 는 전압의 상승 또는 하강 속도를 나타내는 회로의 과도 응답을 설명하는 중요한 파라미터입니다.θ (1회 상수) 에서 커패시터는 충전 중에 최종 전압의 약 63.2% 에 도달하거나 방전 중에 초기 전압의 36.8% 까지 감쇠합니다.이 프로세스의 기하급수적 특성은 전류 흐름, 커패시터 충전, 전자 이동을 방해하는 저항 간의 본질적인 관계에서 비롯됩니다.

계산 예제

10kΩ 저항과 100µF 커패시터가 있는 회로를 생각해 보십시오.시간 상수를 계산하려면 저항에 커패시턴스를 곱하십시오. θ = 10Ω × 100 × 10^-6 F = 1초입니다.충전 중에 1초 후 (1시간 상수), 커패시터는 공급 전압의 약 63.2% 에 도달합니다.공급 전압이 5V인 경우, t = 1s에서 커패시터 전압은 5V × (1 - e^-1) ≈ 3.16V가 됩니다.완전히 충전하려면 4.6시간 상수를 기다리십시오. 이 경우에는 4.6초로 최종 전압의 99% 이상에 도달합니다.

실용적인 팁

  • 실제 저항과 커패시터가 다르므로 항상 실제 부품 허용 오차를 측정하십시오.
  • 오실로스코프를 사용하여 RC 충전/방전 동작을 시각화하고 검증할 수 있습니다.
  • 정밀 타이밍 회로를 설계할 때 온도 계수를 고려하십시오.

흔한 실수

  • 기하급수적 감쇠/전하 대신 선형 전압 변화를 가정
  • 실제 시간 상수를 무시하고 임의의 충전 시간 사용
  • 충전 곡선과 방전 곡선의 차이에 대한 오해

자주 묻는 질문

σ는 저항과 커패시턴스를 곱하여 계산한 시간 상수입니다.커패시터가 최대값의 63.2% 까지 충전되거나 36.8% 까지 방전되는 데 필요한 시간을 나타냅니다.
기술적으로 커패시터는 완전히 충전되지 않지만 약 4.6 시간 상수가 지나면 최종 전압의 99% 이상에 도달합니다.
예, RC 네트워크는 일반적으로 저역통과, 고역통과 및 대역통과 필터 설계에 사용되며, 시간 상수가 필터의 주파수 응답을 결정합니다.
저항과 커패시터 허용 오차로 인해 실제 시간 상수의 변동이 발생할 수 있으며, 일반적으로 부품 품질에 따라 ± 5% ~ ± 20% 범위입니다.
저항은 옴 (Ω), 커패시턴스는 패럿 (F) 단위로 측정되며 시간 상수는 초 단위로 측정됩니다.

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