Circuits
Càrrega RC
Prem Reprodueix: el condensador es carrega en una corba exponencial (τ = RC)
Càrrega RC — simulació interactiva de Circuits. Prem Reprodueix: el condensador es carrega en una corba exponencial (τ = RC) Laboratori virtual de física gratuït al navegador, amb mesures SI en directe i tutorial guiat.
Càrrega RC
Un condensador es carrega exponencialment quan el circuit s'energuitza. Constant de temps τ = RC.
Al principi el corrent és alt; a mesura que s'acumula càrrega, la tensió del condensador puja i el corrent cau cap a zero.
- τ = RC
- V_C(t) = ε(1 − e^(−t/τ))
Resum de la investigació
Planifica la pregunta abans d'obrir el laboratori
El resum reflecteix la pàgina prerenderitzada: la pregunta conductora, les prediccions rivals, els rols de les variables, les lleis que governen, la configuració, l'anàlisi i les preguntes d'extensió es mantenen visibles i en aquest ordre.
Pregunta conductora
Un condensador es carrega a través d'una resistència des d'una bateria de 10 V. La seva tensió puja a ritme constant, o s'alenteix a mesura que s'acosta a la tensió de la bateria?
Prediccions a valorar
- La tensió del condensador puja a ritme constant fins a arribar a 10 V, i llavors s'atura.
- La càrrega s'alenteix: el condensador s'acosta als 10 V però mai no hi arriba del tot en temps finit (aproximació exponencial).
- La tensió del condensador supera els 10 V abans d'assentar-se.
Rols de les variables
El que tu defines:
- Temps t (s)
El que tu mesures:
- Constant de temps τ (s)
- Tensió del condensador V_c (V)
Com funciona la investigació
- Obre el predefinit «Càrrega RC» i prem Restableix. R = 100 Ω, C = 0.01 F, cosa que dóna una constant de temps τ = RC = 1 s; la bateria subministra 10 V.
- Activa la lectura de tensió del condensador.
- Prem Reprodueix i enregistra la tensió del condensador a cada temps llistat.
Equació governant
Constant de temps RC — τ = R·C
La constant de temps τ = RC fixa l'escala temporal de la resposta exponencial d'un circuit RC. Després d'una τ, un condensador carregant-se assoleix aproximadament el 63% de la tensió final; després d'unes 5τ, és pràcticament carregat del tot.
El que el full imprimible demana treballar a l'alumne
- Per a una prova, calcula V_c = E(1 − e^(−t/τ)) amb E = 10 V, τ = 1 s. Compara-ho amb la taula.
- A t = τ (1 s), el condensador assoleix aproximadament el 63% de la tensió final. Explica, amb la fórmula exponencial, per què calen moltes més constants de temps per acostar-se molt als 10 V però mai no s'hi arriba matemàticament.
On apareix això més enllà del laboratori
- Si doblossis la capacitat C (mantenint R igual), la constant de temps τ = RC també es doblaria. Trigaria el condensador més o menys a arribar al 63% de 10 V? Per què un condensador més gran triga més a carregar-se per la mateixa resistència?
- Un condensador de flaix de càmera es carrega a poc a poc (segons) per un camí d'alta resistència però es descarrega gairebé a l'instant pel tub de la flaix (resistència molt baixa). Explica, amb τ = RC, per què els temps de càrrega i descàrrega poden ser tan diferents per al mateix condensador.
- AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
- AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
- IB Physics — B.5 Current and circuits
- General High School Physics — Electricity & DC circuits
- NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields
- Benvingut a la Càrrega RC
- Prem Reprodueix
- Selecciona el condensador
- Càrrega exponencial
- Obre el panell de Propietats
- Ho has aconseguit!
Obre la simulació interactiva per construir l'escena, prem Reprodueix i explora amb mesures en directe i un tutorial guiat.
Obre el laboratori interactiu →
Descarrega el full de treball →
Càrrega de condensadors i constants de temps