Electricidad y electrónica

Calculadora de temporización y filtros RC

Calcula constantes de tiempo RC, carga y descarga de condensadores y respuesta de filtros pasivos de paso bajo o alto.

Tus datos

Tus resultados

Constante de tiempo · τ: —

Frecuencia de corte: —

Tensión del condensador: —

Fracción de tensión: —

Tiempo hasta el objetivo	—
Ganancia de tensión · dB	—

Curva de respuesta

Fórmulaτ = R × C

Explorar la carga, la descarga y los filtros RC de primer orden

Utiliza una resistencia y un condensador para estimar una constante de tiempo, la tensión del condensador a lo largo del tiempo o la respuesta en frecuencia de un filtro ideal. La carga parte de un condensador descargado; la descarga parte de la tensión inicial introducida. Los modos de filtro representan una red RC de primer orden sin carga. El cálculo excluye la tolerancia de los componentes, las fugas y la impedancia adicional de la fuente o la carga.

Paso a paso

Elige el modo de carga, descarga, paso bajo o paso alto. Introduce la resistencia y la capacidad y comprueba las unidades: los campos utilizan kΩ y nF de forma predeterminada.
Para la temporización, introduce la tensión de alimentación o inicial, el tiempo transcurrido en ms y un porcentaje objetivo. Para el filtrado, introduce una frecuencia de señal positiva en Hz y compárala con la frecuencia de corte mostrada.
Lee los resultados correspondientes y la gráfica de respuesta. La temporización muestra la tensión del condensador y el tiempo hasta el objetivo; el filtrado muestra la ganancia de tensión, los decibelios y la fase. La gráfica utiliza ejes normalizados, así que relaciona su posición con la constante de tiempo o la frecuencia de corte mostradas.

Ajustes y límites

Constante de tiempo y frecuencia de corte: La constante de tiempo común es τ = R × C y la frecuencia de corte es fc = 1 / (2πRC). Aumentar cualquiera de los componentes aumenta la constante de tiempo y reduce la frecuencia de corte. Estas magnitudes siguen disponibles al cambiar entre los modos de temporización y filtro.
Porcentaje objetivo: El objetivo debe estar estrictamente entre 0% y 100%. En el modo de carga es la fracción de la tensión final de alimentación; en el modo de descarga es la fracción de la tensión inicial que queda. La exponencial ideal se aproxima a su valor final sin alcanzarlo en un tiempo finito.
Ganancia y fase: La ganancia del filtro es una relación entre las tensiones de salida y entrada, no entre potencias. La salida de paso bajo se toma en el condensador; la salida de paso alto se toma en la resistencia. El resultado de fase describe la salida sinusoidal respecto a la entrada en la red ideal seleccionada.

Ejemplo resuelto

Elige carga con R = 10 kΩ, C = 100 nF, una alimentación de 5 V, un tiempo transcurrido de 1 ms y un objetivo del 90%. La constante de tiempo es de 1 ms y la frecuencia de corte es de aproximadamente 159.155 Hz.

Resultado esperado
R	C	τ	fc	Vc (1 ms)	t (90%)
10 kΩ	100 nF	1 ms	159.155 Hz	3.1606 V	2.30259 ms

A 1 ms, la tensión del condensador es de aproximadamente 3.1606 V, o 63.2121%; alcanzar el 90% tarda aproximadamente 2.30259 ms. La descarga desde 5 V da aproximadamente 1.8394 V con el mismo tiempo transcurrido. En modo de paso bajo a la frecuencia de corte mostrada, la ganancia es de aproximadamente 0.707107 V/V, con −3.0103 dB y una fase de −45°.

Preguntas y solución de problemas

¿Por qué cambia el tiempo objetivo al pasar a descarga?

El objetivo pasa a significar la tensión restante, en lugar de la tensión alcanzada durante la carga. Un objetivo alto se alcanza pronto en la descarga y más tarde en la carga. Elige el porcentaje de tensión restante que corresponda al umbral deseado.

¿Puedo utilizar esto como respuesta de un filtro con carga?

El modelo supone que la salida no consume corriente y que la fuente de entrada no añade resistencia. Una resistencia de carga o de fuente significativa cambia el circuito. Incluye esos efectos en un modelo de circuito adecuado en lugar de interpretar este resultado como la respuesta con carga.

¿Por qué están vacíos los resultados de temporización o filtro?

La resistencia y la capacidad deben ser positivas. La temporización requiere una tensión y un tiempo transcurrido no negativos, con un objetivo dentro del intervalo permitido; la frecuencia del filtro debe ser positiva. Corrige la entrada resaltada y asegúrate de que la unidad introducida coincida con el campo.