¿Qué es la Calculadora de Tiempo de Carga de un Condensador?
Esta herramienta modela cómo se carga un condensador a través de una resistencia en un sencillo circuito RC (resistencia–condensador). Al conectar una fuente de corriente continua, la tensión del condensador aumenta de forma exponencial hasta acercarse a la tensión de alimentación. La calculadora te devuelve la tensión en cualquier instante que elijas, la constante de tiempo del circuito, el porcentaje de carga alcanzado y una estimación del tiempo necesario para alcanzar prácticamente la carga completa.
Cómo utilizarla
Introduce la tensión de alimentación (Vs) en voltios, la resistencia en serie (R) en ohmios, la capacidad (C) en microfaradios (µF) y el tiempo transcurrido (t) en segundos. La calculadora convierte automáticamente los microfaradios a faradios y aplica la ecuación exponencial de carga.
La fórmula al detalle
La tensión del condensador sigue la expresión $$V(t) = \text{V}_s \left( 1 - e^{-t/\tau} \right)$$ El producto RC es la constante de tiempo \(\tau\), medida en segundos. Tras una constante de tiempo, el condensador alcanza aproximadamente el 63,2 % de la tensión de alimentación, y tras cinco constantes de tiempo (\(5\tau\)) llega en torno al 99,3 % de carga, lo que en la práctica se considera «totalmente cargado».
Ejemplo resuelto
Supongamos que \(V_s = 12\ \text{V}\), \(R = 1000\ \Omega\) y \(C = 100\ \text{µF}\) (\(0{,}0001\ \text{F}\)). La constante de tiempo es $$\tau = 1000 \times 0{,}0001 = 0{,}1\ \text{s}$$ Tras \(t = 0{,}1\ \text{s}\) (una \(\tau\)), $$V(t) = 12 \times \left( 1 - e^{-1} \right) = 12 \times 0{,}6321 \approx 7{,}585\ \text{V}$$ es decir, en torno al 63,2 % de la alimentación.
Preguntas frecuentes
¿Por qué hay que convertir los µF a faradios? La fórmula trabaja con unidades del Sistema Internacional, así que los microfaradios deben dividirse entre 1.000.000.
¿Cuándo está «totalmente» cargado el condensador? Matemáticamente nunca llega al 100 %, pero tras \(5\tau\) supera el 99 % de carga, valor que se da por completo.
¿Sirve también para la descarga? No: esta calculadora modela la carga. La descarga sigue la fórmula $$V(t) = \text{V}_s \times e^{-t/RC}$$
