Hochpass aus Widerstand und Kondensator
Lass schnelle Änderungen durch
RC steht für Resistor Capacitor: Widerstand und Kondensator bilden einen Hochpass, der langsame Änderungen dämpft und schnelle durchlässt. Die Übertragung ist Ausgangsamplitude geteilt durch Eingangsamplitude; Hertz (Hz) zählt Perioden pro Sekunde. Ein Nanofarad (nF) ist ein Milliardstel Farad, eine Millisekunde (ms) ein Tausendstel Sekunde.
EXPERIMENTIERTISCH
Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.
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Warum es funktioniert
Idealer eingeschwungener Sinus ohne Last, Ausgang am Widerstand. Die Übertragung vergleicht Amplituden, keine Leistungen; Start- und Gleichspannungstransienten fehlen.
R ist Widerstand, C Kapazität, f Signalfrequenz und fc Grenzfrequenz. fc = 1/(2πRC); Übertragung = f/√(f² + fc²); Zeitkonstante τ = RC. An der Grenzfrequenz beträgt die Übertragung etwa 70.7%, nicht null.
Schwierigkeit
Aufbauen · Aufbauen
Einschalten mit 10 kΩ, 100 nF und 100 Hz. Lies etwa 53.2% Übertragung.
Brauchst du einen Tipp?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 100 Hz → 53.2%
Erforschen · Eine Größe ändern
Stelle bei 10 Hz R und C für höchstens 10% Übertragung ein.
Brauchst du einen Tipp?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 10 Hz → 6.27%
Selbst lösen · Aufgabe lösen
Erreiche bei 1000 Hz mindestens 98% Übertragung mit Grenzfrequenz zwischen 150 und 170 Hz.
Brauchst du einen Tipp?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 1000 Hz → 98.76%
Zusatzwissen und Schaltungsrezepte
Lass schnelle Änderungen durch
Ein nützliches Muster
Der Tiefpass hat einen Serienwiderstand und einen Kondensator nach 0 V. Vertauscht man ihre Positionen und misst weiterhin am unteren Bauteil, entsteht dieser Hochpass: Serienkondensator, Widerstand nach 0 V.
Außerhalb des Modells
Größeres R oder C senkt die Grenzfrequenz. Bei gleicher Eingangsfrequenz lässt dieser Hochpass dann mehr Amplitude durch.
Eine typische Falle vermeiden
Ein Serienkondensator überträgt nicht jedes wechselnde Signal gleich: Langsame Änderungen können stark gedämpft werden.
R verdoppelt sich bei gleichem C und gleicher Eingangsfrequenz. Die Hochpassübertragung…
- steigt
- sinkt
- wird genau 100%
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Die Grenzfrequenz halbiert sich. Das gleiche Signal liegt weiter darüber und wird weniger gedämpft.