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RC時間常數計算機(τ、充電曲線、截止頻率)

計算電阻與電容的時間常數、電容在每個時間常數後的充電或放電程度、達到的電壓,以及RC濾波器的截止頻率。

RC時間常數計算機(τ、充電曲線、截止頻率): 時間常數τ=R×C,代表電容透過電阻充電至電源電壓的63.2%所需的時間;經過2、3、4和5個τ後,依照1−e^(−t/τ)的關係,電容會分別達到86.5%、95.0%、98.2%和99.3%。放電則呈現相反的曲線。作為濾波器使用時,同一組R和C的−3 dB截止頻率為1÷(2π×R×C)。 全程在瀏覽器中於本機執行,檔案不會上傳至伺服器。

使用次數
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RC時間常數計算機本機處理

全程在瀏覽器中執行

時間常數τ1 s
截止頻率0.1592 HzRC濾波器的−3 dB點
實際上已充滿(5 τ)5 s
時間充電:供應電壓占比電壓放電:剩餘占比
1 τ = 1 s63.2%3.161 V36.8%
2 τ = 2 s86.5%4.323 V13.5%
3 τ = 3 s95%4.751 V5%
4 τ = 4 s98.2%4.908 V1.8%
5 τ = 5 s99.3%4.966 V0.7%
1τ2τ3τ4τ5τ63.2%

τ = R × C。電容器經由電阻充電時,經過1個τ後會達到供應電壓的63.2%,經過2個τ後達到86.5%,經過5個τ後達到99.3%,通常視為充滿。放電時則沿著相同曲線向下變化。作為低通或高通濾波器時,相同的R和C會在1 ÷ (2π × R × C)處產生−3 dB截止頻率。

實例

1 kΩ和1 µF:τ = 1 ms,截止頻率為159 Hz。10 kΩ和100 nF:τ同樣為1 ms。100 kΩ和10 µF:τ = 1 s,適合用於關閉時會逐漸變暗的燈具。

如要讀取電容器上印刷的數值,請使用電容器代碼轉換器。

按鈕去彈跳

按鈕輸入端的RC網路可以平滑接點彈跳:當τ約為5到10 ms時,電壓變化太慢,彈跳不會被辨識為分開的按下操作。許多設計會改用軟體去彈跳。

555計時器計算機使用相同的充電曲線來設定計時。

使用方式

  1. 輸入以千歐姆為單位的電阻值,以及以微法拉為單位的電容量。
  2. 也可以輸入電源電壓。
  3. 查看τ、截止頻率,以及充電表格和曲線。

隱私與限制

所有計算都在您的瀏覽器中進行。

相關工具

常見問題

電容要多久才會完全充電?

理論上永遠不會,但經過5個τ後,誤差會小於1%,這通常就是實務上採用的答案。

10 kΩ和100 µF代表什麼?

τ=10,000×0.0001=1秒。

這和濾波器有什麼關係?

RC低通濾波器會通過低於1÷(2πRC)的頻率,並以每十倍頻率20 dB的幅度衰減較高頻率;交換R和C後,會成為具有相同截止頻率的高通濾波器。

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