什麼是 RC 放電計算器?
這個計算器用來模擬電容在串聯 RC 電路中,透過電阻放電時電壓如何隨時間衰減。只要輸入初始電壓 V₀、電阻 R、電容 C 以及經過的時間 t,它便會算出該時刻的瞬時電壓 V(t)、時間常數 \tau、剩餘的初始電量百分比,以及對應的放電電流。此原理適用於任何線性 RC 電路,不受地區或標準限制。
如何使用
請輸入起始電壓(伏特 V)、電阻(歐姆 Ω)與電容(微法 µF),再填入你想求得電壓的時間(秒)。計算器會在內部自動將 µF 換算成法拉(F),並代入指數衰減方程式求解。
公式解析
核心方程式為
V(t) = V_0 e^{-t / (R C)}
其中 R 與 C 的乘積即為時間常數 \tau,單位是秒。經過一個時間常數後,電壓會降到 V_0 的 e^{-1} ≈ 36.8%;經過五個時間常數(5\tau)後,一般即視為電容已完全放電(剩餘電量低於 1%)。任一時刻的電流則等於該時刻的 V(t) 除以 R。
範例試算
假設 V_0 = 10\ V、R = 1000\ \Omega、C = 100\ µF,想求 t = 0.1\ s 時的電壓。先算時間常數
\tau = 1000 × 100 × 10^{-6} = 0.1\ s
此時 t/\tau = 1,因此 V(t) = 10 × e^{-1} = 10 × 0.3679 ≈ 3.679\ V
——約剩 36.8%,對應的放電電流約為 3.679 mA。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
為什麼用微法(µF)?
市售電容多以 µF 或 nF 標示,因此計算器會先把 µF 換算成法拉(\(\times 10^{-6}\))再進行運算。
多久才算完全放電?
就實務而言,經過 \(5\tau\) 後電容保留的電量已不到 1%,即可視為放電完畢。
這個計算器能算充電嗎?
不行,它只用於放電。充電過程則遵循 $$V(t) = V_0 (1 - e^{-t / (R\,C)})$$ 這條公式。