Simulador de circuito RC

Um circuito RC comporta-se de forma dinâmica porque um capacitor armazena energia num campo elétrico. A taxa de carga ou descarga é governada pela constante de tempo, τ = RC. A tensão num capacitor em carga segue a função exponencial V(t) = V₀(1 − e^{-t/RC}), o que significa que nunca atinge realmente V₀, mas aproxima-se assintoticamente (63,2% em 1τ, 99,3% em 5τ). Na análise do domínio da frequência, este atraso exponencial forma a base da filtragem analógica: atua como um filtro passa-baixo quando a tensão é medida através do capacitor, ou como um filtro passa-alto quando medida através do resistor.

Imagine o capacitor como um pequeno reservatório e o resistor como uma torneira estreita que o enche. No início o reservatório está vazio, então a carga entra em disparada e a curva sobe com força; à medida que enche, a "diferença de pressão" diminui, o fluxo afrouxa e a curva se achata. Tudo é decidido por um único número, τ = RC em segundos: aumente o resistor ou o capacitor e tudo desacelera na mesma proporção.

A mesmíssima equação funciona dentro da sua cabeça. A membrana de um neurônio armazena carga como um capacitor, enquanto os canais iônicos a deixam vazar como um resistor, resultando numa constante de tempo de membrana τ_m = R_m C_m de cerca de 10–20 ms. Esse número decide quanto tempo um sinal que chega perdura antes de sumir e, portanto, se dois estímulos que chegam quase juntos se somam o suficiente para disparar o neurônio. O cérebro literalmente calcula com curvas de carga RC.