Python: RC-Ladezeit mit UliEngineering berechnen

Du kannst leicht die RC-Ladezeit bis zum Erreichen einer Zielspannung mit der UliEngineering-Python-Bibliothek berechnen:

rc_charge_time.py

from UliEngineering.Electronics.RC import rc_charge_time
from UliEngineering.EngineerIO import *

# Zeit bis 90% der Endspannung berechnen
time = rc_charge_time("10k", "100nF", 0.90)
print(f"Zeit bis 90% Ladung (10k, 100nF): {format_value(time, 's')}")

# Zeit bis 99% der Endspannung berechnen
time = rc_charge_time("1k", "1uF", 0.99)
print(f"Zeit bis 99% Ladung (1k, 1µF): {format_value(time, 's')}")

from UliEngineering.Electronics.RC import rc_charge_time
from UliEngineering.EngineerIO import *

# Zeit bis 90% der Endspannung berechnen
time = rc_charge_time("10k", "100nF", 0.90)
print(f"Zeit bis 90% Ladung (10k, 100nF): {format_value(time, 's')}")

# Zeit bis 99% der Endspannung berechnen
time = rc_charge_time("1k", "1uF", 0.99)
print(f"Zeit bis 99% Ladung (1k, 1µF): {format_value(time, 's')}")

Beispielausgabe

rc_charge_time_output.txt

Zeit bis 90% Ladung (10k, 100nF): 2.30 ms
Zeit bis 99% Ladung (1k, 1µF): 4.61 ms

Zeit bis 90% Ladung (10k, 100nF): 2.30 ms
Zeit bis 99% Ladung (1k, 1µF): 4.61 ms

Die RC-Ladezeit repräsentiert die Zeit, die ein Kondensator benötigt, um sich über einen Widerstand auf einen bestimmten Prozentsatz seiner Endspannung aufzuladen. Diese Berechnung ist wesentlich für Zeitschaltungen, Entprellschaltungen und das Verständnis des Einschwingverhaltens von RC-Netzwerken. Der Ladevorgang folgt einer exponentiellen Kurve, wobei der Kondensator in endlicher Zeit nie ganz 100% Ladung erreicht.

Die Ladezeit wird mit der Formel $t = -\tau \ln(1 - \text{Verhältnis})$ berechnet, wobei $\tau = RC$ die Zeitkonstante ist und das Verhältnis die Zielspannung als Bruchteil der Endspannung ist (z.B. 0,90 für 90%). Zum Beispiel dauert das Erreichen von 90% Ladung etwa 2,3 Zeitkonstanten, während das Erreichen von 99% etwa 4,6 Zeitkonstanten dauert.

Beispielausgabe

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