So verwenden Sie es
- Wählen Sie die Schaltung: Laden oder Entladen.
- Tragen Sie die Versorgungsspannung (oder die Anfangsspannung), den Widerstand R und die Kapazität C ein.
- Tragen Sie die Zeit t (Sekunden), die Sie prüfen möchten, und den Zu erreichenden Pegel (%) ein.
- Lesen Sie Zeitkonstante τ und Spannung zur Zeit t ab und betrachten Sie das Diagramm der Kurve von 0 bis 5τ.
Die Formeln
Ein Widerstand und ein Kondensator in Reihe ändern ihre Spannung exponentiell. Das Produkt R × C ist die Zeitkonstante τ: Nach einer τ hat ein ladender Kondensator 63,2 % seiner Endspannung erreicht, ein entladender ist auf 36,8 % seines Anfangswerts gefallen.
τ = R × C
Laden: V(t) = Vs × (1 − e^(−t ÷ τ))
Entladen: V(t) = V0 × e^(−t ÷ τ)
Zeit bis p %:
Laden: t = −τ × ln(1 − p)
Entladen: t = −τ × ln(p)
Grenzfrequenz des Tiefpasses: f = 1 ÷ (2π × R × C)- Nach 5τ ist der Kondensator zu mehr als 99,3 % geladen, und weniger als 0,7 % der Anfangsspannung bleiben übrig. Für die meisten praktischen Zeitabläufe gilt 5τ als der Punkt, an dem der Vorgang abgeschlossen ist.
- Die Grenzfrequenz ist der Punkt, an dem ein RC-Tiefpass die halbe Leistung durchlässt. Das entspricht 0,707 der Spannung.
- Das Diagramm umfasst 0 bis 5τ in 25 gleichen Schritten.
Was der Rechner nicht abdeckt
- Den Innenwiderstand der Quelle und den Leckstrom eines echten Kondensators, die die Ladezeit verlängern.
- Schaltungen mit mehr als einem Widerstand oder Kondensator sowie RC-Filter mit einer Last am Ausgang.
- Impulse, die beginnen, bevor der Kondensator leer ist. Die Anfangsspannung hängt dann vom vorherigen Zyklus ab.
Rechenbeispiel: 10 kΩ und 100 µF, geladen aus 5 V
τ = 10 kΩ × 100 µF = 1 s. Die Grenzfrequenz eines Tiefpasses aus denselben Bauteilen ist 1 ÷ (2π × 1 s) = 159,2 mHz.
Nach 2 s ist die Kondensatorspannung 5 V × (1 − e^(−2)) = 4,323 V.
Die Spannung erreicht nach einer Zeitkonstante 63,2 % der Versorgung, also 3,16 V. Die genaue Zeit bis 63,2 % ist −1 s × ln(1 − 0,632) = 999,7 ms, weil 0,368 knapp über e⁻¹ liegt.
Häufig gestellte Fragen
Was sagt mir die Zeitkonstante?
Sie ist die Zeit, in der ein ladender Kondensator etwa 63 % seiner Endspannung erreicht oder ein entladender auf etwa 37 % seines Anfangswerts fällt. Fünf Zeitkonstanten braucht er, um praktisch voll oder praktisch leer zu sein.
Warum läuft das Diagramm von 0 bis 5τ?
Nach 5τ ist ein ladender Kondensator zu mehr als 99,3 % geladen, und ein entladender hat mehr als 99,3 % seiner Spannung verloren. Die Kurve ist also praktisch abgeschlossen.
Wie finde ich die Grenzfrequenz eines Filters?
Verwenden Sie f = 1 ÷ (2π × R × C) mit dem Widerstand und dem Kondensator des Filters. Ein Signal oberhalb dieser Frequenz wird geschwächt, eines darunter kommt durch.
Kann ich die Kapazität in Nanofarad eingeben?
Ja. Tragen Sie 100n für 100 nF oder 2µ2 für 2,2 µF ein. Der Rechner rechnet die Vorsätze vor der Berechnung um, τ erscheint also in Sekunden.
Was ist der Unterschied zwischen Laden und Entladen?
Beim Laden startet die Spannung bei null und nähert sich der Versorgungsspannung. Beim Entladen startet sie bei der gespeicherten Spannung und nähert sich null. Beide folgen derselben Zeitkonstante, dieselben R und C ergeben also dasselbe Tempo.
Quellen
Zahlen und Text zuletzt geprüft: Dienstag, 10. November 2026.