Rechner für RC-Zeitkonstante & Grenzfrequenz

Berechnet die RC-Zeitkonstante, die Ladezeit bis zu einer Zielspannung und die Grenzfrequenz eines RC-Tiefpasses oder RC-Hochpasses. Außerdem bestimmt es Blindwiderstände und die LC-Resonanzfrequenz.

So geht’s

1. Geben Sie unter „Zeitkonstante“ „Widerstand (R)“ und „Kapazität (C)“ ein, um τ und die Ladekurve zu sehen; geben Sie Spannungen an, um die Zeit bis zu einem Zielwert zu erhalten.
2. Wählen Sie unter „Grenzfrequenz“ den „Filtertyp“ und geben Sie zwei von R, C und fc ein; der dritte Wert und ein Bode-Diagramm erscheinen.
3. Geben Sie einen Wert unter „Frequenz prüfen“ ein, um die Verstärkung in dB und die Phase bei dieser Frequenz zu sehen.
4. Berechnen Sie unter „Blindwiderstand und Resonanz“ auf dieselbe Weise Xc, XL oder die LC-Resonanzfrequenz.

So wird gerechnet

• Die Einheiten wählen Sie neben jedem Feld oder tippen sie als Vorsatz ein, etwa 4k7, 100n oder 2.2u.
• τ = R × C, fc = 1 ÷ (2π × R × C), Xc = 1 ÷ (2π × f × C) und XL = 2π × f × L. Ein RC-Filter erster Ordnung fällt jenseits der Grenzfrequenz um 20 dB pro Dekade ab.
• Angenommen werden ideale Bauteile ohne Quellwiderstand und ohne Last. Eine Last am Ausgang verändert die Grenzfrequenz.

Häufige Fragen

Wie berechnet man die RC-Zeitkonstante?

τ = R × C. Mit 10 kΩ und 100 µF ist sie 1 Sekunde. Nach 1τ ist der Kondensator zu 63,2 % geladen, nach 5τ zu mehr als 99 %.

Wie lautet die Formel für die Grenzfrequenz eines RC-Filters?

fc = 1 ÷ (2π × R × C). Mit 1 kΩ und 100 nF liegt sie bei etwa 1,59 kHz; dort beträgt der Ausgang −3,01 dB und die Phase ∓45°.

Wie lange braucht ein Kondensator, um sich auf eine bestimmte Spannung aufzuladen?

t = τ × ln((Quelle − Start) ÷ (Quelle − Ziel)). Mit τ = 1 Sekunde und einer 5-V-Quelle dauert das Laden von 0 V auf 3,3 V etwa 1,08 Sekunden.

Wie bestimme ich die LC-Resonanzfrequenz?

f0 = 1 ÷ (2π × √(L × C)). Mit 10 mH und 100 nF liegt sie bei etwa 5,03 kHz; dort ist XL gleich Xc.