RLC回路計算機

RLC回路は、抵抗、インダクタ、コンデンサを交流回路内で組み合わせたものです。周波数が変化すると、各部品は異なる応答を示します。抵抗は電気エネルギーを熱として消費し、理想モデルでは周波数に依存しません。誘導性リアクタンスはXL = 2πfLに従って周波数とともに増え、容量性リアクタンスはXC = 1 / (2πfC)に従って減ります。この両者の関係が回路のインピーダンス、位相関係、周波数応答を決めます。 直列回路では、すべての部品に同じ電流が流れます。合成リアクタンスはXLからXCを引いた値で、インピーダンスの大きさはRの二乗と合成リアクタンスの二乗の和の平方根です。位相角が正なら誘導性で、電流は電圧より遅れます。負なら容量性で、電流が電圧より進みます。力率はこの位相角の余弦なので、電圧と電流の位相が一致すると一に近づきます。 並列回路では各枝に同じ電圧がかかります。そのため、まずコンダクタンスとサセプタンスをアドミタンスとして加算し、その逆数からインピーダンスを求めます。この計算機は理想部品が三つの並列枝として接続されていることを前提とします。実際のインダクタには巻線抵抗、コンデンサには等価直列抵抗があり、いずれも温度や周波数で変化し得るため、実測値は理想結果と異なる場合があります。 誘導性と容量性のリアクタンスの効果が打ち消し合うと共振が起こります。理想的な共振周波数は1 / (2π × LCの平方根)で、抵抗には依存しません。直列共振ではインピーダンスが最小、電流が最大になります。並列共振では理想的な枝電流が相殺され、全体のインピーダンスが最大になります。共振は無線の同調、フィルタ、発振器、整合回路、周波数選択型センサーの中心的な原理です。 結果を比較する際は単位を統一してください。このツールはインダクタンスをミリヘンリー、静電容量をマイクロファラドで受け取り、内部でSI単位に変換します。周波数はヘルツ、抵抗はオームで入力します。結果は授業の課題、初期設計、手計算の確認に適しています。安全性が重要な機器や高周波ハードウェアでは、部品公差、寄生効果、定格電圧、定格電流、実測の周波数応答を最終的な設計解析に含めてください。