共振周波数計算機

電気的共振は、回路の誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスの大きさが等しいときに生じます。その周波数では、コイルの磁界とコンデンサの電界の間をエネルギーが繰り返し移動します。理想的なLC回路ではこの交換が永久に続きますが、実際の回路では抵抗、誘電損失、放射、磁心損失によってエネルギーが失われます。この計算機は理想LC共振周波数を求め、直列抵抗を入力した場合は、直列RLC回路の減衰と選択性を示す指標も算出します。 標準的な共振の式は、1を、2πとインダクタンスおよび静電容量の積の平方根との積で割ったものです。インダクタンスはヘンリー、静電容量はファラドで入力し、周波数はヘルツで得られます。どちらかの値を増やすと、共振周波数は平方根に反比例して下がります。例えば静電容量を四倍にすると、共振周波数は半分になります。この関係を使い、標準部品の値や許容差を考慮しながら、いずれかの部品を変えて発振器やフィルタを調整できます。 直列RLC回路のQ値は、インダクタンスを静電容量で割った値の平方根を、さらに直列抵抗で割った値です。Q値が高いほど減衰が小さく、応答が鋭く、帯域幅が狭くなります。半電力帯域幅の近似値は共振周波数をQ値で割ったものです。抵抗欄にはコイルの巻線抵抗、信号源抵抗、挿入した抵抗、その他の等価直列損失を含めます。抵抗を空欄にしても理想共振周波数は求められますが、Q値と帯域幅は表示されません。 共振回路はラジオの同調回路、インピーダンス整合回路、発振器、誘導システム、センサー、ワイヤレス給電、オーディオのクロスオーバーに使われます。RF設計ではマイクロヘンリー、ナノヘンリー、ピコファラド、ナノファラドがよく使われるため、入力前にSIの基本単位へ換算してください。一マイクロヘンリーは0.000001ヘンリー、一ナノファラドは0.000000001ファラドです。わずかな換算ミスでも結果が何桁も変わることがあります。 これらの式は集中定数の線形部品と単純な直列損失モデルを前提としています。高周波ではリード線のインダクタンス、コンデンサの等価直列抵抗、自己容量、基板配置、伝送線路効果が支配的になる場合があります。部品には許容差と温度係数もあるため、製造された回路の共振周波数は一つの厳密な値ではなく範囲を持ちます。結果を解析の出発点として、部品の自己共振周波数の確認、寄生成分のモデル化を行い、精密な調整や安全性が重要な場合は完成した回路を実測してください。