Stała czasowa układu RC oznaczana jest najczęściej symbolem T lub τ. Określa szybkość ładowania albo rozładowania kondensatora przez rezystor.
Dla prostego układu RC:
[
T = R \cdot C
]
gdzie:
- T – stała czasowa w sekundach [s],
- R – rezystancja w omach [Ω],
- C – pojemność kondensatora w faradach [F].
Rozładowanie kondensatora
Podczas rozładowania napięcie na kondensatorze maleje wykładniczo:
[
U_C(t) = U_0 \cdot e^{-t/T}
]
gdzie U₀ to napięcie początkowe kondensatora.
Po czasie równym jednej stałej czasowej:
[
U_C = 0{,}368 \cdot U_0
]
czyli napięcie spada do około 36,8% wartości początkowej.
Jak odczytać stałą czasową z wykresu?
Z wykresu rozładowania kondensatora stałą czasową można wyznaczyć na dwa sposoby:
- Odczytać czas, po którym napięcie spadnie do około 0,37 napięcia początkowego.
- Poprowadzić styczną do krzywej w punkcie początkowym; punkt przecięcia tej stycznej z osią czasu wyznacza T.
W zadaniach egzaminacyjnych często należy rozpoznać właśnie tę drugą metodę. Jeżeli styczna do przebiegu rozładowania przecina oś czasu przy 1,5 s, to stała czasowa układu wynosi T = 1,5 s.
Ważne
Im większa rezystancja lub pojemność, tym większa stała czasowa, a więc kondensator rozładowuje się wolniej.