El og elektronik
RLC-impedans- og resonansberegner
Beregn impedans, fase, resonans, kvalitetsfaktor og båndbredde for RLC i serie eller parallel med en frekvenskurve.
Dine værdier
Dine resultater
- Impedansens størrelse · |Z|
- —
- Faseforskydning
- —
- Realdel · Re(Z)
- —
- Imaginærdel · Im(Z)
- —
- Resonansfrekvens
- —
- Kvalitetsfaktor · Q
- —
| Induktiv reaktans · XL | — |
|---|---|
| Kapacitiv reaktans, størrelse · XC | — |
| Resonansbåndbredde | — |
Begge akser er logaritmiske. Frekvensen er normaliseret til f0; markøren viser den angivne frekvens, når den er inden for området.
Z = R + j(ωL − 1/(ωC))Sammenlign RLC-impedans, resonans og dæmpning
Undersøg, hvordan en ideel modstand, spole og kondensator opfører sig ved en valgt sinusformet frekvens. Vælg en seriekreds eller tre parallelle grene, og sammenlign kompleks impedans, fase, resonans, kvalitetsfaktor og båndbredde. Den valgte modstand repræsenterer hele det modellerede tab i denne kobling. Værktøjet udelader viklingsmodstand, kondensatortab, parasitisk kapacitans og belastning fra en anden kreds.
Trin for trin
- Vælg serie eller parallel, og undersøg diagrammet. Indtast positiv modstand, induktans, kapacitans og frekvens. Felterne bruger som standard Ω, mH, nF og Hz; kontrollér hver enhed, før du sammenligner et resultat med en komponentspecifikation.
- Aflæs impedansens absolutværdi sammen med dens realdel og imaginærdel. En positiv imaginærdel er induktiv; en negativ er kapacitiv. Fasen beskriver spændingen i forhold til strømmen, ikke udgangsfasen for et uspecificeret filter.
- Sammenlign den indtastede frekvens med resonansen, og undersøg impedanskurven. Skift frekvens eller kobling, mens du beholder komponentværdierne, og sammenlign derefter kvalitetsfaktor og båndbredde. Udskriv resultaterne, når du vil bevare de valgte inddata og modellen.
Indstillinger og begrænsninger
- Kobling og resonans
- I serie lægges impedanserne sammen. I parallel lægges grenenes admittanser sammen, før summen inverteres for at finde impedansen. Resonansen er f0 = 1 / (2π√(LC)) i begge ideelle modeller. Ved resonans ophæver de reaktive led hinanden, og impedansen er lig med R; seriekurven har et minimum, mens parallelkurven har et maksimum.
- Kvalitetsfaktor og båndbredde
- I serie er Q = √(L/C) / R, mens Q i parallel er R × √(C/L). En forøgelse af den samme modstand reducerer derfor Q i serie, men øger Q i parallel. Den viste båndbredde er f0 / Q for resonans i seriestrøm eller parallelimpedans. Den er ikke automatisk båndbredden for et belastet filter med spændingsudgang.
- Aflæsning af grafen
- Begge akser er logaritmiske, og frekvensen er normaliseret til resonansen. Det viste område strækker sig fra 0.01 til 100 gange f0. Markøren vises kun, når den indtastede frekvens ligger inden for dette område; en manglende markør betyder ikke, at den numeriske beregning mislykkedes.
Gennemgået eksempel
Indtast R = 100 Ω, L = 10 mH, C = 100 nF og f = 1000 Hz. I serie er impedansens absolutværdi cirka 1531.98 Ω og fasen −86.2574°. Skift til parallel uden at ændre disse værdier for at få cirka 54.7423 Ω og +56.8096°.
| RLC | |Z| | φ | Q | BW |
|---|---|---|---|---|
| R + L + C | 1531.98 Ω | −86.2574° | 3.16228 | 1591.55 Hz |
| R ∥ L ∥ C | 54.7423 Ω | +56.8096° | 0.316228 | 15915.5 Hz |
Begge koblinger har resonans nær 5032.92 Hz. I serie er Q 3.16228 med en båndbredde på 1591.55 Hz; i parallel er Q 0.316228 med en båndbredde på 15915.5 Hz. Nær resonans nærmer begge impedanser sig 100 Ω, selv om deres kurver og dæmpning er forskellige. Tabellen sammenligner de to modeller ved den oprindelige frekvens.
Spørgsmål og fejlfinding
Hvorfor skifter det samme netværk fra kapacitivt til induktivt?
Koblingen har betydning. Under resonans bidrager seriekondensatoren med den større impedansabsolutværdi, mens parallelspolen giver grenen med lavere impedans. Sammenlign fortegnet for imaginærdelen og fasen efter at have skiftet kobling frem for at overføre en seriefortolkning til parallel.
Kan jeg modellere en spoles viklingsmodstand separat?
Dette værktøj har én modstand i den valgte ideelle kobling. En modstand over parallelle grene svarer ikke til en modstand i serie med spolen. Brug en passende kredsmodel for viklingstab, kondensatortab eller ekstra kilde- og belastningsmodstand.
Hvorfor er resultaterne tomme, eller kurven mangler?
Alle komponentværdier og frekvensen skal være strengt positive og give endelige resultater. Kontrollér manglende indtastninger, enhedssuffikser, der ikke understøttes, og ekstreme værdier. Indtast et gyldigt numerisk tilfælde igen; værktøjet rydder de tidligere resultater og grafen, når en indtastning ikke kan beregnes.