电阻–电容低通滤波器

让慢变化通过

RC 是 Resistor Capacitor，电阻–电容。低通滤波器保留较慢变化、衰减较快变化。这里增益是输出与输入正弦波幅度之比；截止频率处约为 70.7%。纳法拉（nF）是电容单位法拉的十亿分之一；毫秒（ms）是千分之一秒。

实验台

改变电路设置，预测读数，再检查挑战结果。这些是教学模型，每课都会说明模型的假设。

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工作原理

理想正弦稳态，输出取自无负载电容。不模拟启动瞬态或元件容差。

τ = RC 是时间常数。fc = 1/(2πRC) 是截止频率。增益 = 1/√(1 + (f/fc)²)。nF 是纳法拉，即十亿分之一法拉。这里 R 是电阻值，C 是电容值，f 是输入信号频率。

难度

搭建 · 搭建
通电，设置 10 kΩ、100 nF 和 100 Hz，观察增益约 84.67%。
需要提示？
10 kΩ; 100 nF; 100 Hz → 84.67%
探索 · 改变一个参数
在 1000 Hz，得到不超过 20% 的增益，时间常数不超过 2 ms。
需要提示？
10 kΩ; 100 nF; 1000 Hz → 15.72%
独立解题 · 完成挑战
在 160 Hz，得到截止频率 150–170 Hz、增益 68–73%。
需要提示？
10 kΩ; 100 nF; 160 Hz → 70.52%

延伸阅读与电路配方

R 或 C 加倍，会使截止频率减半、时间常数加倍。

实际负载会改变电路；此公式假设输出没有负载。

截止不是一堵墙：更高频率逐渐衰减，而非突然消失。