RCフィルタのカットオフ周波数の計算
RCフィルタのカットオフ周波数は、抵抗と容量から f = 1/(2π·R·C) で求められます。このツールは時定数と周波数特性を表示し、RLフィルタやLC共振回路の計算もできます。
計算例:回路の種類: RCフィルタ(抵抗とコンデンサ) · 抵抗 R 1 · 抵抗 R (単位): kΩ · 容量 C 100 · 容量 C (単位): nF → 結果:カットオフ周波数 = 1.5915 kHz · τ = 100 µs。出典:Wikipedia – Tiefpass (遮断周波数、RC回路とRL回路の時定数)。更新日:
計算方法
RCフィルタのカットオフ周波数は f = 1/(2π·R·C) です。1 kΩと100 nFなら1,591.5 Hz、時定数は100 µsです。
カットオフ周波数とは
カットオフ周波数では、出力電圧が1/√2(約71%)、つまり−3 dBまで下がります。ローパスはそれより低い周波数を通して高い周波数を弱め、ハイパスはその逆です。RCフィルタでは、ローパスの出力をコンデンサから、ハイパスの出力を抵抗から取り出します。時定数 τ = R·C はコンデンサの充電の速さを表し、5·τ後には99%以上に達します。
RLフィルタとLC共振回路
- RLフィルタ:f = R/(2π·L)、τ = L/R
- LC共振回路:共振周波数 f₀ = 1/(2π·√(L·C))、特性インピーダンス Z₀ = √(L/C)
- 直列の損失抵抗Rがあるとき:Q値 Q = Z₀/R、帯域幅 B = f₀/Q
例:10 mHのコイルと100 nFのコンデンサは、特性インピーダンス316 Ωで5.03 kHzに共振します。
よくある質問
RCフィルタのカットオフ周波数はどう計算しますか?
f = 1/(2π·R·C) です。R = 1 kΩ、C = 100 nF なら約1.59 kHzになります。
LC回路の共振周波数はどう計算しますか?
トムソンの式 f₀ = 1/(2π·√(L·C)) で求めます。L = 10 mH、C = 100 nF なら約5.03 kHzです。
時定数とは何ですか?
RCフィルタでは τ = R·C、RLフィルタでは τ = L/R です。時定数1つ分でコンデンサは最終電圧の63%、5つ分で99%以上に達します。
出典・根拠
- Wikipedia – Tiefpass (遮断周波数、RC回路とRL回路の時定数)
- Wikipedia – Hochpass (Grenzfrequenz, Übertragungsfunktion)
- Wikipedia – Schwingkreis (Resonanzfrequenz, Güte, Bandbreite)
- Wikipedia – RC circuit
- Wikipedia – LC circuit (resonant frequency)
更新日: · 編集方針
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