Avkopplingstid

Avkopplingstid är den karakteristiska tidskonstanten för hur ett fysiskt system återgår till jämvikt efter en störning. Begreppet används inom fysik, elektronik, kemi och andra discipliner för att beskriva hur snabbt en perturbation avklingar och energin lämnar systemet.

För ett linjärt första ordningens system som beskrivs av differentialekvationen dx/dt = -(1/τ) x är lösningen x(t) = x0 e^{-t/τ}, och τ är avkopplingstiden. Om flera processer bidrar kan svaret vara en summa av exponentiella avklingningar med olika τi, vilket ger flera avkopplingstider.

Exempel: i en RC-krets är avkopplingstiden τ = R C; i mekaniska system med dämpning beror τ på massa, dämpning och styvhet; inom kärnmagnetisk resonans (NMR) används ofta termen T1, spin-lattice relaxation time, som karakteriserar hur magnetiseringen återgår till jämvikt efter perturbation.

Mätning och tolkning: avkopplingstiden bestäms normalt genom att mäta systemresponsen efter en störning och passa data till en exponentiell avklingning. Enheten är sekunder. Vid system med flera mekanismer används ofta flera τ-värden; i icke-linjära eller icke-exponentiella svar är ett enda τ ofta inte tillräckligt och ett effektivt relaxationsmått används.

Relation till andra begrepp: avkopplingstiden skiljer sig från settlement time (sättlingstid), tiden det tar för systemet att nå inom en given tolerans av slutvärdet.

Se även: tidskonstant, exponentiell avklingning, RC-krets, spin-lattice-relaxation (T1).