Circuite

Încărcare RC

Apasă Pornește — condensatorul se încarcă pe o curbă exponențială (τ = RC)

Încărcare RC — simulație interactivă de Circuite. Apasă Pornește — condensatorul se încarcă pe o curbă exponențială (τ = RC) Laborator virtual de fizică gratuit, în browser, cu măsurători SI în timp real și tutorial ghidat.

Încărcarea RC

Un condensator se încarcă exponențial când circuitul este energizat. Constanta de timp τ = RC.

La început curentul este mare; pe măsură ce sarcina se acumulează, tensiunea condensatorului crește, iar curentul scade spre zero.

• τ = RC
• V_C(t) = ε(1 − e^(−t/τ))

Rezumat de investigație

Planifică întrebarea înainte să deschizi laboratorul

Rezumatul reflectă pagina pre-randată: întrebarea-ghid, predicțiile concurente, rolurile variabilelor, legile guvernante, montajul, analiza și extensiile rămân vizibile și în această ordine.

Întrebare-ghid

Un condensator se încarcă printr-un rezistor de la o baterie de 10 V. Tensiunea lui urcă cu rată constantă sau încetinește pe măsură ce se apropie de tensiunea bateriei?

Predicții de cântărit

• Tensiunea condensatorului urcă cu rată constantă până atinge 10 V, apoi se oprește.
• Încărcarea încetinește — condensatorul se apropie de 10 V, dar nu-l atinge niciodată exact în timp finit (abordare exponențială).
• Tensiunea condensatorului depășește 10 V înainte să se stabilizeze.

Rolurile variabilelor

Ce stabilești tu:

• Timpul t (s)

Ce măsori:

• Constanta de timp τ (s)
• Tensiunea condensatorului V_c (V)

Cum decurge investigația

1. Deschide presetarea rc-charging și apasă Resetează. R = 100 Ω, C = 0.01 F, dând o constantă de timp τ = RC = 1 s; bateria furnizează 10 V.
2. Activează citirea tensiunii condensatorului.
3. Apasă Pornește și înregistrează tensiunea condensatorului la fiecare timp listat.

Ecuația guvernantă

Constanta de timp RC — τ = R·C

Constanta de timp τ = RC stabilește scara de timp a răspunsului exponențial al unui circuit RC. După un τ, un condensator care se încarcă atinge aproximativ 63% din tensiunea finală; după aproximativ 5τ, este esențial complet încărcat.

Ce cer fișa tipăribilă elevilor să rezolve

• Pentru o încercare, calculează V_c = E(1 − e^(−t/τ)) folosind E = 10 V, τ = 1 s. Compară cu tabelul.
• La t = τ (1 s), condensatorul atinge aproximativ 63% din tensiunea finală. Explică, folosind formula exponențială, de ce îi trebuie multe alte constante de timp să ajungă foarte aproape de 10 V, dar nu-l atinge matematic niciodată exact.

Unde mai apare asta dincolo de laborator

• Dacă ai dubla capacitatea C (păstrând R același), constanta de timp τ = RC s-ar dubla și ea. Condensatorul ar avea nevoie de mai mult sau mai puțin timp să atingă 63% din 10 V? De ce îi trebuie unui condensator mai mare mai mult timp să se încarce prin același rezistor?
• Un condensator de blitz foto se încarcă încet (secunde) printr-o cale cu rezistență mare, dar se descarcă aproape instantaneu prin tubul de blitz (rezistență foarte mică). Explică, folosind τ = RC, de ce timpii de încărcare și descărcare pot fi atât de difericiți pentru același condensator.

• 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

1. Bine ai venit la Încărcarea RC
2. Apasă Pornește
3. Selectează condensatorul
4. Încărcare exponențială
5. Deschide panoul Proprietăți
6. Ai reușit!

Deschide simularea interactivă pentru a construi scena, a apăsa Pornește și a explora cu măsurători live și un tutorial ghidat.

Deschide laboratorul interactiv →

Descarcă fișa →

Încărcarea condensatoarelor și constantele de timp