RC Zaman Sabiti ve Kesim Frekansı Hesaplama

RC devresinin zaman sabiti, direnç (ohm) ile kapasitenin (farad) çarpımıdır: τ = R × C, birimi saniyedir. Kondansatör bir τ sürede kaynak geriliminin yaklaşık yüzde 63'üne, beş τ sürede yüzde 99'una şarj olur. Aynı devre alçak geçiren filtre olarak kullanıldığında kesim frekansı fc = 1 ÷ (2π × R × C)'dir.

Son güncelleme: · Elektrik ve elektronik hesaplamaları

Hesaplama formu

Direnç ve kapasite değerini birimleriyle gir; zaman sabitini, şarj tablosunu ve kesim frekansını gör.

Aralık: 0,000001 – 1.000.000.000

Aralık: 0,000001 – 1.000.000.000

Ne hesaplaman gerektiğinden emin değil misin? Hesap asistanına sor, uygun hesaplayıcıyı birlikte bulalım.

Sonucun burada görünecek

Soldaki formu doldurup Hesapla'ya bas; ana sonuç, dağılım ve adım adım hesap burada açılır.

Örnek: Zaman sabiti (τ) 1 s Örneği incele

RC zaman sabiti nasıl hesaplanır?

Direnç ohma, kapasite farada çevrilir: 10 kΩ = 10.000 Ω, 100 µF = 0,0001 F. Çarpımları zaman sabitini saniye olarak verir: 10.000 × 0,0001 = 1 s.

Şarj sırasında kondansatör gerilimi Vc = Vs × (1 − e^(−t/τ)) eğrisini izler. Sonuç kartındaki tablo 1τ ile 5τ arasındaki şarj ve deşarj yüzdelerini gösterir; 5τ pratikte 'tam şarj' kabul edilir.

Aynı direnç ve kondansatör, sinyal yolunda alçak geçiren (ya da yer değiştirince yüksek geçiren) filtre oluşturur. Kesim frekansında çıkış, girişin yaklaşık yüzde 70,7'sine (−3 dB) düşer.

Zaman sabiti; gecikme devreleri, buton parazit giderme (debounce), osilatörler ve filtre tasarımında ilk tahmin için kullanılır.

Formül

Zaman sabiti
τ = R × C
Şarj
Vc(t) = Vs × (1 − e^(−t/τ))
Deşarj
Vc(t) = V0 × e^(−t/τ)
Kesim frekansı
fc = 1 ÷ (2π × R × C)

Örnek hesap

Aşağıdaki örnek, şu değerlerle (Direnç: 10, Direnç birimi: kΩ (kiloohm), Kapasite: 100, Kapasite birimi: µF (mikrofarad)) hesaplayıcının kendisiyle hesaplanmıştır.

Örnek hesap adımları
AdımHesapDeğer
Direnç10 kΩ10.000 Ω
Kapasite100 µF0,0001 F
Zaman sabitiτ = R × C1 s
Kesim frekansıfc = 1 ÷ (2π × R × C)0,1592 Hz
Zaman sabiti (τ)1 s
Örneğin tablosu (5 satır)
SüreDeğerŞarjda ulaşılan gerilimDeşarjda kalan gerilim
1τ1 s%63,2%36,8
2τ2 s%86,5%13,5
3τ3 s%95%5
4τ4 s%98,2%1,8
5τ5 s%99,3%0,7

Kaynaklar

Son güncelleme: (içerik ya da kullanılan verinin son değiştiği ya da kontrol edildiği tarih).

Hesaba katılmayanlar

  • Bileşenler ideal kabul edilir: kondansatörün kaçak akımı, eşdeğer seri direnci ve toleransı hesaba katılmaz.
  • Kaynağın iç direnci ve yükün direnci RC değerini değiştirir; bunları R'ye eklemen gerekir.
  • Birinci dereceden tek RC katı hesaplanır; çok katlı ve aktif filtreler bu hesabın dışındadır.

Sıkça sorulan sorular

Kondansatör ne kadar sürede dolar?

Bir zaman sabitinde yaklaşık yüzde 63'e, beş zaman sabitinde yüzde 99'un üstüne ulaşır. 10 kΩ ve 100 µF için τ = 1 s olduğundan yaklaşık 5 saniyede dolmuş sayılır.

Zaman sabitinin birimi neden saniye?

Ohm, volt bölü amperdir; farad ise amper çarpı saniye bölü volttur. Çarpıldıklarında volt ve amper sadeleşir, geriye saniye kalır.

RC filtre kesim frekansı nedir?

Çıkış genliğinin girişin yaklaşık yüzde 70,7'sine (−3 dB) düştüğü frekanstır. Alçak geçiren filtrede bu frekansın üstündeki sinyaller giderek zayıflar.

Kesim frekansını belirli bir değere nasıl ayarlarım?

Kondansatörü seç, R = 1 ÷ (2π × fc × C) ile direnci bul. Örneğin 1 kHz ve 100 nF için R yaklaşık 1,6 kΩ'dur. Değerleri hesaplayıcıya girerek kontrol edebilirsin.