RLC Калькулятор
Инженерный анализ пассивных компонентов
Современная электроника невозможна без точного понимания поведения пассивных компонентов во времени и по частоте. Данный инструмент предназначен для расчёта ёмкости, заряда, энергии, а также анализа переходных и колебательных процессов в цепях RC, RL и LC.
В отличие от упрощённых учебных формул, мы ориентируемся на практическое применение, где важны временные характеристики (t, τ) и энергетические соотношения.
Электрические параметры
- • Электрическая ёмкость и заряд (Q = CU)
- • Напряжение на обкладках
- • Энергия электрического поля (W = ½CU²)
- • Ток через индуктивность и ЭДС
Временной анализ
- • Постоянные времени (τ) для RC и RL
- • Время нарастания и спада сигнала
- • Резонансная частота LC-контура
- • Период и время жизни колебаний
Конденсаторы: теория и расчёты
Ёмкость конденсатора — это способность накапливать электрический заряд. Физически она определяется геометрией обкладок и диэлектрической проницаемостью среды. В реальных схемах это ключевой параметр, влияющий на частотные характеристики.
Заряд конденсатора
Q = C · U
Заряд не является независимой величиной и изменяется во времени при переходных процессах.
Энергия поля
W = ½ · C · U²
Определяет эффективность накопления энергии в импульсных схемах и источниках питания.
Реальные vs Идеальные
Идеальный конденсатор не имеет потерь. Реальный компонент всегда обладает ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) и ESL (паразитной индуктивностью). ESR вызывает нагрев, а ESL ограничивает работу на высоких частотах.
Переходные процессы (RC и RL)
При коммутации цепи (включение/выключение) система не переходит в новое состояние мгновенно. Возникает переходный процесс, длительность которого зависит от параметров цепи.
RC-цепь: зарядка и разрядка
Напряжение меняется по экспоненте. Характеристикой скорости является постоянная времени τ = R·C.
U(t) = U₀(1 - e⁻ᵗ/ʳᶜ)
U(t) = U₀ · e⁻ᵗ/ʳᶜ
За время 1τ конденсатор заряжается до 63%, а за 3τ — до 95%. Полным завершением процесса в инженерии считают 5τ.
RL-цепь: Инерция тока
Индуктивность препятствует резкому изменению тока. Постоянная времени: τ = L/R.
⚠️ Опасно: При резком разрыве цепи с индуктивностью (выключателем) возникает ЭДС самоиндукции, многократно превышающая напряжение питания. Для защиты транзисторов и реле используют обратные диоды.
LC-контур и резонанс
В LC-цепи энергия периодически переходит из электрического поля конденсатора в магнитное поле катушки и обратно. Это основа всех колебательных систем.
Формула Томсона
Определяет собственную резонансную частоту идеального контура.
Применение:
- • Радиоприемники (настройка на станции)
- • Фильтры частот
- • Генераторы сигналов
- • Беспроводная передача энергии
В реальных RLC-цепях всегда есть активное сопротивление R, которое приводит к затуханию колебаний. Режим работы (апериодический или колебательный) зависит от добротности системы.
Частые вопросы
Часто задаваемые вопросы
Похожие инструменты
Калькулятор пенсии РФ (ИПК, страховая, накопительная)
Рассчитайте будущую пенсию по формуле СФР: ИПК, фиксированная выплата, накопительная часть. Учет стажа и зарплаты.
Калькулятор цепочки поставок
Расчёты цепочки поставок: EOQ, точка заказа, ABC-анализ, Bullwhip-эффект, транспорт, KPI
Фрамингемская шкала риска
Калькулятор сердечно-сосудистого риска (Framingham Risk Score). Оцените вероятность заболеваний сердца на 10 лет.
Калькулятор амортизации кредита (график платежей)
Рассчитайте аннуитетные и дифференцированные платежи по кредиту. График погашения, переплата, досрочное погашение.
Генератор случайных чисел
Рандомайзер чисел онлайн. Генерация случайных чисел в заданном диапазоне. Настройка количества и повторов.
Калькулятор биохимии
Кинетика Михаэлиса-Ментен, уравнение Хендерсона-Хассельбальха, концентрация ДНК/РНК по OD260, молекулярная масса белка, ферментативные единицы.
Калькулятор дней (даты, рабочие дни, отпуск)
Калькулятор разницы между датами, расчет рабочих дней и выходных. Прибавить или отнять дни, рассчитать конец отпуска.
Калькулятор композитных материалов
Расчёты композитов: правило смесей, ламинат, прочность Tsai-Hill, объём волокна, автоклав
Калькулятор оценок и GPA
Расчёт среднего балла (GPA), перевод оценок между системами (5-балльная, ECTS, GPA 4.0, ЕГЭ). Компонентное оценивание и условия красного диплома.
Калькулятор API Rate Limit (quota)
Рассчитайте RPS, RPM и безопасные интервалы запросов. Узнайте, как избежать ошибки HTTP 429.
Калькулятор точного земледелия
Расчёт норм внесения удобрений, высева, СЗР и экономии ресурсов при дифференцированном подходе. ROI от GPS, дронов и датчиков.
Решатель уравнений (квадратные, кубические)
Онлайн калькулятор для решения полиномиальных уравнений. Квадратные, кубические уравнения с подробным решением и графиками.
Калькулятор сумм рядов
Арифметическая и геометрическая прогрессии, степенные ряды, ряды Тейлора. N-й член, сходимость.
Калькулятор сантехника: трубы, поток, давление
Расчет объема воды в трубе, скорости потока и потерь давления. Выбор материала (пластик, медь, сталь) и диаметра.
Калькулятор уникальности и антиплагиата
Нормы уникальности для разных типов работ (курсовая ≥60%, диплом ≥70%, кандидатская ≥85%), анализ текста, TTR, водность и рекомендации по Антиплагиат.ВУЗ.
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
Отказ от ответственности
Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.
Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.
Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.
Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.