Costante di tempo (fisica)

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Nell'analisi dei sistemi dinamici la costante di tempo, generalmente indicata con la lettera greca ${\displaystyle \tau }$ (tau), è un parametro che caratterizza la risposta al gradino unitario di un sistema dinamico lineare stazionario del primo ordine.^[1]

Considerato un fenomeno governato dall'equazione differenziale ordinaria

${\displaystyle {\frac {\operatorname {d} f(t)}{\operatorname {d} t}}=-{\frac {1}{\tau }}(f(t)-k)}$

La soluzione f è una funzione esponenziale, con base il numero di Nepero. Se il parametro t è un tempo, si mostra che dopo il tempo 3τ le variazioni di f sono inferiori al 5%. Dopo un tempo di circa 5τ, la funzione f può essere considerata praticamente costante, con variazioni che non superano lo 0.7%. In ambito fisico si suole allora dire che il sistema è «a regime».

La natura offre diversi esempi in cui, in prima approssimazione, valgono leggi descritte da equazioni differenziali come quella sopra.

Nel caso di un'evoluzione transitoria, la costante di tempo è spesso legata alla risposta del sistema studiato a una perturbazione istantanea ed è chiamata anche tempo di rilassamento. La costante di tempo caratterizza allora l'ordine di grandezza del tempo al termine del quale si raggiunge il nuovo equilibrio.

• Giovanni Marro, Controlli automatici, 5ª ed., Zanichelli Editore, 2008 [2004], ISBN 978-88-08055750.

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Costante di tempo

• (EN) time constant, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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