【2026年更新】電子電路模擬新手必看：3款強大的免費電路設計軟體推薦

你是否曾經有過這樣的經驗？腦中浮現一個絕妙的電子電路點子，可能是個酷炫的 LED 閃爍效果，或是一個簡單的濾波器，但一想到要購買昂貴的儀器和零件，然後在麵包板上耗費數小時搭建、除錯，熱情就先被澆熄了一半。老實說，我完全懂那種感覺。在真正投入時間和金錢之前，如果能有個方法先「預演」一下，那該有多好？

好消息是，這個願望完全可以實現！現在有許多功能極其強大，而且完全免費的電路模擬軟體。這些工具不僅僅是玩具，其中有些甚至是業界工程師每天都在使用的專業級軟體。它們讓學生、電子愛好者（Maker）和預算有限的開發者，都能夠在電腦上輕鬆畫出電路圖，並模擬電路在真實世界中的行為。

今天，我們就來聊聊電路中最基本也最重要的角色——被動元件（Passive Components），以及有哪些優秀的免費軟體，可以幫助我們精準模擬它們的特性。無論你是電子系的大學生，還是想自己動手做點小東西的業餘玩家，這篇文章都能為你打開一扇通往電子世界的大門。

首先，什麼是被動元件？

在我們深入探討軟體之前，讓我們先快速複習一下。電子元件主要分為兩大類：主動元件和被動元件。簡單來說，主動元件（如電晶體、運算放大器）能夠「控制」電流，具有放大或開關的功能，它們需要外部電源才能運作。

而被動元件，則是那些自身不產生能量，僅會消耗、儲存或轉換能量的元件。它們是構成所有電路的基石，最常見的三巨頭就是：

• 電阻 (Resistor, R): 顧名思義，它的主要功能就是「阻礙」電流流動，用來控制電路中的電流大小或產生分壓。
• 電容 (Capacitor, C): 它的長相就像一個微型電池，能夠儲存電荷。在電路中，它常用於濾波、儲能、耦合訊號等。它對直流電呈現開路特性，但能讓交流電通過。
• 電感 (Inductor, L): 通常是線圈的樣子，它能將電能以磁場的形式儲存起來。它的特性和電容正好相反，對直流電呈現短路特性，但會阻礙交流電的通過。

這三個元件（R、L、C）的組合，構成了從簡單的濾波器到複雜的振盪電路等各式各樣的應用。因此，能夠準確模擬它們在不同頻率和條件下的行為，是電路設計成功與否的關鍵第一步。

專業級模擬首選：LTspice

如果要在免費電路模擬軟體中選出一個王者，那 LTspice 絕對是許多人心中的不二之選。它由半導體大廠 Analog Devices (前身為 Linear Technology) 開發，是一款基於 SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) 引擎的超強力模擬工具。別看它免費，它的模擬速度和精度在業界可是有口皆碑。

LTspice 的強項在於其極度優化的 SPICE 引擎，對於複雜的類比電路和電源電路模擬，它的收斂性（converge）和模擬速度往往比許多昂貴的商業軟體還要出色。雖然它的使用者介面看起來有點……嗯，復古，甚至可以說是樸實無華，但請不要被它的外表欺騙。一旦你熟悉了它的操作邏輯和快捷鍵，你會發現它的效率極高。

對於被動元件的模擬，LTspice 提供了極大的彈性。你不仅可以使用內建的理想化 RLC 元件，更可以為這些元件加上「寄生參數」（Parasitic Effects），例如電容的等效串聯電阻 (ESR)、電感的直流電阻 (DCR) 等。這使得模擬結果能更貼近真實世界的狀況，對於設計高頻或高精度電路來說至關重要。想知道一個 RC 濾波器的真實截止頻率嗎？想看看一個 LC 振盪電路的啟動波形嗎？在 LTspice 裡，這些都只是幾次點擊就能完成的事。

從模擬到實作的無縫接軌：KiCad

如果你不只想要模擬，更希望將設計好的電路變成一塊真正的印刷電路板 (PCB)，那麼 KiCad 絕對是你的最佳夥伴。KiCad 是一套完整的電子設計自動化 (EDA) 開源軟體，它包含了從電路圖繪製、電路模擬、PCB 佈局到 3D 檢視的所有功能。

KiCad 內建了 ngspice 這個同樣非常強大的開源 SPICE 模擬器。這意味著你可以在同一個軟體環境中，完成電路圖的繪製，然後直接對這張圖進行模擬驗證。你可以在 KiCad 裡設定電壓源、電流源，然後執行直流分析 (DC analysis)、交流分析 (AC analysis) 或暫態分析 (Transient analysis)，觀察電路中任一點的電壓或電流波形。

相較於 LTspice 純粹聚焦於「模擬」，KiCad 的優勢在於其「整合工作流程」。當你用模擬器確認 RLC 濾波器的頻率響應符合預期後，可以直接點擊幾下，將這些元件分配到 PCB 封裝，然後開始進行佈線 (Layout)。這種從概念到成品的流暢體驗，對於想要完整實踐一個專案的人來說，吸引力非常大。雖然 ngspice 在某些極端複雜電路的收斂性上可能不如 LTspice，但對於絕大多數被動元件組成的電路模擬，它都綽綽有餘。

隨開即用，視覺化的線上模擬器：Falstad Circuit Simulator

有時候，你可能只是想快速驗證一個簡單的電路想法，不想安裝任何軟體。這時候，基於瀏覽器的線上模擬器就是你的救星，而 Falstad Circuit Simulator (或稱 CircuitJS) 絕對是其中最經典、最直覺的一款。

打開它的網頁，你不需要註冊，不需要登入，直接就可以開始畫電路。它最大的特色是「即時視覺化」。當你把元件拖曳到畫布上並連接起來時，你會立刻看到代表電流的點點在導線上流動，元件的電壓也會以顏色深淺顯示。這種動態的視覺回饋，對於初學者理解電壓、電流如何在電路中分佈，有著無與倫比的幫助。

想看看電容是如何充電的？直接在電路中加上一個開關，你就能親眼看到電流湧入電容，然後逐漸減慢。想了解 LC 振盪電路？你會看到能量在電容和電感之間來回傳遞，就像一個電子世界的蹺蹺板。雖然 Falstad 在模擬精度和複雜度上無法與 LTspice 或 KiCad 相比，但它在教育和快速原型驗證方面的價值是不可替代的。它就像一本活的、可以互動的電子學教科書。

結論：選擇最適合你的工具

所以，到底該選哪一個？答案取決於你的需求：

• 如果你追求最專業、最精準的類比電路模擬，特別是針對電源或高頻應用，請直上 LTspice。
• 如果你想要一個從電路設計、模擬到 PCB 製作的完整解決方案，KiCad 是無可挑剔的開源王者。
• 如果你是初學者，或者只是想快速驗證一個簡單想法，享受最直覺的視覺化學習體驗，Falstad Circuit Simulator 會讓你愛不釋手。

過去，學習電子學的門檻相對較高，但如今，有了這些免費又強大的工具，任何人都能在家裡的電腦上，安全、快速地探索電子電路的世界。不要再讓腦中的點子只是空想了，現在就動手下載其中一款軟體，拉幾個電阻、電容，看看你能創造出什麼有趣的電路吧！這趟旅程的起點，可能比你想像的還要簡單。