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Calculadora de constante de tempo RC

Calcule a constante de tempo do circuito RC τ, o tempo de carregamento para 63,2% e 99% e a frequência de corte de −3dB. Essencial para o projeto do filtro e do circuito de temporização.

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Fórmula

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

τ — Time constant (s)
R — Resistance (Ω)
C — Capacitance (F)

Como Funciona

A constante de tempo RC representa o comportamento fundamental dos circuitos resistor-capacitor, capturando como a carga se acumula ou se dissipa nos sistemas elétricos. Quando um capacitor carrega ou descarrega por meio de um resistor, a tensão muda exponencialmente, não linearmente. Essa constante de tempo (τ) é um parâmetro crítico que descreve a resposta transitória do circuito, indicando a rapidez com que a tensão aumentará ou diminuirá. Em τ (constante de uma vez), o capacitor atinge aproximadamente 63,2% de sua tensão final durante o carregamento ou decai para 36,8% de sua tensão inicial durante a descarga. A natureza exponencial desse processo decorre da relação intrínseca entre o fluxo de corrente, a carga do capacitor e a resistência que impede o movimento do elétron.

Exemplo Resolvido

Considere um circuito com um resistor de 10 kΩ e um capacitor de 100 µF. Para calcular a constante de tempo, multiplique a resistência pela capacitância: τ = 10.000 Ω × 100 × 10^-6 F = 1 segundo. Durante o carregamento, após 1 segundo (constante de uma vez), o capacitor atingirá aproximadamente 63,2% da tensão de alimentação. Se a tensão de alimentação for 5V, em t = 1s, a tensão do capacitor será 5V × (1 - e^-1) ≈ 3,16V. Para um carregamento completo, aguarde 4,6 constantes de tempo, que neste caso são 4,6 segundos, atingindo mais de 99% da tensão final.

Dicas Práticas

  • ✓Sempre meça as tolerâncias reais dos componentes, pois os resistores e capacitores reais variam
  • ✓Use osciloscópios para visualizar e validar o comportamento de carga/descarga RC
  • ✓Considere os coeficientes de temperatura ao projetar circuitos de temporização de precisão

Erros Comuns

  • ✗Assumindo mudança linear de tensão em vez de decaimento/carga exponencial
  • ✗Negligenciando a constante de tempo real e usando tempos de carregamento arbitrários
  • ✗Entendendo mal a diferença entre as curvas de carga e descarga

Perguntas Frequentes

τ é a constante de tempo, calculada multiplicando a resistência e a capacitância. Representa o tempo necessário para um capacitor carregar até 63,2% ou descarregar até 36,8% de seu valor máximo.
Tecnicamente, um capacitor nunca carrega totalmente, mas atinge mais de 99% de sua tensão final após aproximadamente 4,6 constantes de tempo.
Sim, as redes RC são comumente usadas em projetos de filtros passa-baixa, passa-alta e passa-banda, com a constante de tempo determinando a resposta de frequência do filtro.
As tolerâncias de resistores e capacitores podem causar variações na constante de tempo real, normalmente variando de ± 5% a ± 20%, dependendo da qualidade do componente.
A resistência é medida em ohms (Ω), a capacitância em farads (F), resultando em uma constante de tempo medida em segundos (s).

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