理論電気回路交流回路★★☆☆☆

LC直列共振回路の直列接続と合成共振周波数

概要
LC直列共振回路を複数直列接続すると,合成インダクタンスと合成キャパシタンスから合成共振周波数が求まる。直列接続ではインダクタンスが増加しキャパシタンスが減少するため,共振周波数は元の各回路の共振周波数の間の値になる(必ずしも中間値ではなく計算が必要)。
📖用語
インダクタンス(L)コイルの磁束を蓄える性質の大きさを表す量(単位 H:ヘンリー)。電流変化を妨げる働きを持つ。
キャパシタンス(静電容量,C)コンデンサが電荷を蓄える能力の大きさを表す量(単位 F:ファラド)。
共振周波数(f)LC回路でインダクティブリアクタンスと容量性リアクタンスが等しくなる周波数。インピーダンスが最小(直列共振)または最大(並列共振)となる。
LC直列共振回路の共振周波数
インダクタンス L [H] とキャパシタンス C [F] の直列回路が共振する周波数:
f = 1LC
二つの直列共振回路を直列接続した場合
回路 A(LACA)と回路 B(LBCB)を直列接続すると,合成インダクタンスと合成キャパシタンスは:
Ltotal = LA + LB
1Ctotal = 1CA + 1CB
合成共振周波数:
fAB = 1Ltotal × Ctotal
L を増やすと f は下がる,C を増やすと f は下がる
直列接続すると L が増え C が減る → fAB は必ず fAfB の間(ただし両端の中間ではなく計算による)。
使い方・ポイント
直列接続:L は加算,C は逆数の和(直列コンデンサと同様)
f ∝ 1LC → L が増えるほど f は低くなる,C が減るほど f は高くなる
具体的な L・C の値から f を比較する問題では,それぞれ計算して不等号で整理する
図1
関連問題数:1

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