Analyse LC et RLC série
Saisissez l'inductance et la capacité en unités SI. Ajoutez la résistance série pour calculer le facteur de qualité et la bande passante.
Comprendre la fréquence de résonance
La résonance électrique se produit lorsque les réactances inductive et capacitive d'un circuit ont la même amplitude. À cette fréquence, l'énergie passe de façon répétée du champ magnétique de la bobine au champ électrique du condensateur. Un réseau LC idéal peut maintenir cet échange indéfiniment, mais tout circuit réel perd de l'énergie par résistance, pertes diélectriques, rayonnement et pertes dans le noyau magnétique. Ce calculateur fournit la fréquence LC idéale et, si une résistance série est indiquée, des mesures utiles de l'amortissement et de la sélectivité d'un RLC série.
L'équation usuelle de résonance est l'inverse du produit de deux pi par la racine carrée du produit de l'inductance et de la capacité. L'inductance doit être saisie en henrys et la capacité en farads, pour obtenir une fréquence en hertz. Augmenter l'une ou l'autre abaisse la résonance selon une relation inverse de racine carrée. Par exemple, multiplier la capacité par quatre divise la fréquence par deux. Cette relation permet d'accorder oscillateurs et filtres en modifiant l'un des composants, tout en tenant compte des valeurs normalisées disponibles et des tolérances.
Pour un circuit RLC série, le facteur de qualité est la racine carrée du rapport inductance sur capacité, divisée par la résistance série. Un facteur élevé indique un faible amortissement, une réponse pointue et une bande passante étroite. La bande passante approximative à mi-puissance est la fréquence de résonance divisée par le facteur de qualité. La résistance doit inclure celle du bobinage, de la source, la résistance ajoutée et les autres pertes série équivalentes. Laisser ce champ vide donne la fréquence idéale, mais pas le facteur de qualité ni la bande passante.
Les circuits résonants se retrouvent dans les syntoniseurs radio, réseaux d'adaptation d'impédance, oscillateurs, systèmes à induction, capteurs, liaisons d'énergie sans fil et filtres de répartition audio. En RF, on utilise souvent des microhenrys, nanohenrys, picofarads et nanofarads : convertissez-les en unités SI sans préfixe avant la saisie. Un microhenry vaut 0.000001 henry et un nanofarad vaut 0.000000001 farad. Une petite erreur de conversion peut déplacer le résultat de plusieurs ordres de grandeur.
Les équations supposent des composants linéaires à constantes localisées et un modèle simple de pertes série. À haute fréquence, l'inductance des connexions, la résistance série équivalente des condensateurs, la capacité propre, l'implantation du circuit imprimé et les effets de ligne de transmission peuvent dominer. Les tolérances et coefficients de température donnent aux circuits fabriqués une plage de résonance plutôt qu'une valeur exacte unique. Utilisez le résultat comme point de départ, vérifiez les fréquences d'autorésonance des composants, modélisez les parasites et mesurez le réseau terminé si l'accord précis ou la sécurité sont essentiels.
Questions fréquentes sur la résonance
Que se passe-t-il à la résonance LC ?
Les réactances inductive et capacitive sont de même amplitude et de signes opposés. Leurs effets réactifs s'annulent à l'entrée, tandis que l'énergie continue à circuler entre les composants.
La résistance modifie-t-elle la fréquence de résonance ?
Une faible résistance série a peu d'effet sur l'équation idéale courante. Un fort amortissement peut déplacer la fréquence de réponse maximale ; un modèle détaillé est préférable pour les circuits à faible facteur de qualité.
Que signifie le facteur de qualité ?
Il compare l'énergie stockée à l'énergie perdue par cycle et décrit l'acuité de la résonance. Une valeur élevée correspond généralement à une réponse plus étroite et plus sélective.
Pourquoi la fréquence mesurée est-elle différente ?
Les bobines et condensateurs réels présentent des tolérances, des réactances parasites et des pertes liées à la fréquence. Câblage, sondes, objets proches et géométrie de la carte modifient aussi les valeurs effectives.
Puis-je saisir directement des microhenrys ou des nanofarads ?
Les champs acceptent des henrys et des farads : les préfixes doivent donc être convertis. Vérifiez soigneusement les décimales ou utilisez la notation scientifique prise en charge par votre navigateur.