RLC 회로 계산기
직렬 및 병렬 RLC 회로를 분석하여 임피던스, 공진 주파수, 리액턴스, 위상각과 역률을 구하세요.
RLC 회로 분석
양수인 부품값과 교류 주파수를 입력하세요.
RLC 회로 계산 안내
RLC 회로는 교류 회로에 저항, 인덕터, 커패시터를 결합한 것입니다. 주파수가 변하면 각 부품은 다르게 반응합니다. 저항은 전기 에너지를 열로 소모하며 이상적인 모델에서는 주파수와 무관합니다. 유도성 리액턴스는 XL = 2πfL에 따라 주파수와 함께 커지고, 용량성 리액턴스는 XC = 1 / (2πfC)에 따라 작아집니다. 두 효과의 관계가 회로 임피던스, 위상 관계, 주파수 응답을 결정합니다.
직렬 회로에서는 모든 부품에 같은 전류가 흐릅니다. 순 리액턴스는 XL에서 XC를 뺀 값이며, 임피던스 크기는 R의 제곱과 순 리액턴스의 제곱을 더한 값의 제곱근입니다. 위상각이 양수이면 유도성 회로이며 전류가 전압보다 늦습니다. 음수이면 용량성 회로이며 전류가 전압보다 앞섭니다. 역률은 이 위상각의 코사인이므로 전압과 전류의 위상이 같아지면 일에 가까워집니다.
병렬 회로에서는 모든 분기에 같은 전압이 걸립니다. 따라서 컨덕턴스와 서셉턴스를 어드미턴스로 더한 뒤 역수를 취해 임피던스를 구합니다. 이 계산기는 이상적인 부품이 세 병렬 분기로 연결되어 있다고 가정합니다. 실제 인덕터에는 권선 저항이, 커패시터에는 등가 직렬 저항이 있으며 둘 다 온도와 주파수에 따라 달라질 수 있어 실험실 측정값은 이상적인 결과와 다를 수 있습니다.
유도성과 용량성 리액턴스의 효과가 상쇄되면 공진이 발생합니다. 이상적인 공진 주파수는 1 / (2π × LC의 제곱근)이며 저항과 무관합니다. 직렬 공진에서는 임피던스가 최소, 전류가 최대가 됩니다. 병렬 공진에서는 이상적인 분기 전류가 상쇄되어 전체 임피던스가 최대가 됩니다. 공진은 무선 동조, 필터, 발진기, 정합 회로, 주파수 선택형 센서의 핵심입니다.
결과를 비교할 때는 단위를 일관되게 사용하세요. 이 도구는 인덕턴스를 밀리헨리로, 커패시턴스를 마이크로패럿으로 입력받아 내부에서 SI 단위로 변환합니다. 주파수는 헤르츠, 저항은 옴으로 입력합니다. 결과는 학습 과제, 초기 설계, 손계산 확인에 적합합니다. 안전이 중요하거나 고주파 하드웨어를 설계할 때는 부품 공차, 기생 효과, 정격 전압, 정격 전류, 실측 주파수 응답을 최종 공학 분석에 포함하세요.
RLC 회로 예시
| 입력 | 주요 결과 | 해석 |
|---|---|---|
| 직렬: 100 Ω, 100 mH, 10 µF, 50 Hz | Z = 303.8226 Ω | 공진 주파수 아래에서는 용량성 리액턴스가 우세합니다. |
| 병렬: 100 Ω, 100 mH, 10 µF, 50 Hz | Z = 32.9139 Ω | 병렬 분기의 어드미턴스를 합친 뒤 역수를 취합니다. |
| 직렬: 50 Ω, 10 mH, 100 µF, 159.1549 Hz | Z ≈ 50 Ω | 공진에서 리액턴스가 거의 상쇄됩니다. |
RLC 회로 계산기 사용 방법
- 저항, 인덕터, 커패시터가 직렬인지 병렬인지 선택하세요.
- 저항은 옴, 인덕턴스는 밀리헨리, 커패시턴스는 마이크로패럿으로 입력하세요.
- 인가하는 교류 주파수를 헤르츠로 입력하세요.
- 계산을 선택해 임피던스, 공진, 리액턴스, 위상과 역률을 확인하세요.
RLC 회로 계산기 자주 묻는 질문
RLC 회로의 공진이란 무엇인가요?
유도성과 용량성 효과가 상쇄되는 주파수에서 나타나는 상태입니다. 이때 이상적인 직렬 회로는 임피던스가 최소이고, 이상적인 병렬 회로는 최대입니다.
위상각이 음수가 되는 이유는 무엇인가요?
음의 위상각은 용량성 리액턴스가 유도성 리액턴스보다 크다는 뜻입니다. 따라서 이상적인 회로에서 전류가 인가 전압보다 앞섭니다.
역률은 무엇을 보여 주나요?
역률은 전압과 전류 사이 위상각의 코사인입니다. 값이 일에 가까울수록 공급된 피상 전력 중 저항의 유효 전력이 되는 비율이 높습니다.
저항이 공진 주파수를 바꾸나요?
기본적인 이상 공식은 인덕턴스와 커패시턴스만 사용합니다. 저항은 감쇠와 대역폭을 바꾸며 실제 손실은 측정 피크 위치를 조금 이동시킬 수 있습니다.
실측 부품값을 사용해도 되나요?
네. 실측값은 공칭 표시값보다 더 나은 추정치를 주는 경우가 많습니다. 입력 단위를 항목 표기와 맞추고 정밀도가 중요할 때는 기생 저항도 고려하세요.