RC回路とは？
RC回路は、抵抗（R）とコンデンサ（C）を組み合わせた基本的な回路です。電源につなぐと、コンデンサは抵抗を通して指数関数的なカーブを描きながら充電され、電源を切ると同じカーブで放電していきます。この変化の速さを決めるもっとも重要なパラメータが時定数 \(\tau = \text{R} \times \text{C}\) です。
このツールの使い方
抵抗値をオーム（Ω）、静電容量をマイクロファラド（µF）、電源電圧V₀をボルト（V）、経過時間tを秒で入力してください。本ツールは、時定数τ、時間tにおける充電中・放電中のコンデンサ電圧、そして満充電に対する到達率（％）を算出します。
計算式の解説
時定数は \(\tau = \text{R} \times \text{C}\) で求められます。静電容量はµFで入力するため、掛け算の前にファラドへ換算（\(\times 10^{-6}\)）します。充電電圧は
$$V_C(t) = \text{V}_0 \left( 1 - e^{-t/\tau} \right)$$放電電圧は
$$V_D(t) = \text{V}_0 \, e^{-t/\tau}$$で表されます。1τ経過後にコンデンサはV₀の約63.2％に達し、5τ経過後にはほぼ満充電（約99.3％）となります。
計算例
R＝1000 Ω、C＝100 µF の場合、
$$\tau = 1000 \times 0.0001 = 0.1\ \text{秒}$$となります。V₀＝5 V、t＝0.1秒（ちょうど1τ）のとき、
$$V(t) = 5 \times \left( 1 - e^{-1} \right) = 5 \times 0.6321 = 3.161\ \text{V}$$となり、コンデンサは63.21％充電された状態です。一方、放電時の値は \(5 \times e^{-1} = 1.839\ \text{V}\) となります。
よくある質問
満充電までどのくらいかかりますか？ 実用上は、時定数の約5倍（5τ）が経過すると、コンデンサは電源電圧の約99.3％に到達します。
なぜµFをファラドに換算するのですか？ SI基本単位はファラドだからです（\(1\ \text{µF} = 10^{-6}\ \text{F}\)）。ファラドを用いることで、τの単位が秒で正しく求められます。
交流（AC）でも使えますか？ このツールは直流（DC）の過渡応答（ステップ応答）をモデル化したものです。交流の解析では、リアクタンスと位相を用いた別の計算が必要になります。
