전기 및 전자

RLC 임피던스 및 공진 계산기

직렬 또는 병렬 RLC의 임피던스, 위상, 공진, 품질 계수와 대역폭을 계산하고 주파수 곡선을 확인하세요.

01

입력값

선택한 연결의 R, L, C는 이상적인 양수 값입니다. Q와 대역폭은 직렬 전류 공진 또는 병렬 임피던스 공진을 나타내며 기생 손실은 제외합니다.

02

계산 결과

임피던스 크기 · |Z|
—
위상 변화
—
실수부 · Re(Z)
—
허수부 · Im(Z)
—
공진 주파수
—
품질 계수 · Q
—
유도성 리액턴스 · XL—
용량성 리액턴스 크기 · XC—
공진 대역폭—
임피던스 곡선

두 축 모두 로그 축입니다. 주파수는 f0로 정규화되며 입력 주파수가 범위 안에 있으면 표시점으로 나타납니다.

공식Z = R + j(ωL − 1/(ωC))

RLC 임피던스, 공진 및 감쇠 비교

지정한 정현파 주파수에서 이상적인 저항, 인덕터, 커패시터가 어떻게 동작하는지 살펴봅니다. 직렬 회로 또는 세 개의 병렬 분기를 선택한 뒤 복소 임피던스, 위상, 공진, 품질 계수 및 대역폭을 비교합니다. 선택한 저항은 해당 구성에서 모델링하는 전체 손실을 나타냅니다. 권선 저항, 커패시터 손실, 기생 커패시턴스 및 다른 회로의 부하 영향은 포함하지 않습니다.

단계별 사용 방법

  1. 직렬 또는 병렬을 선택하고 회로도를 확인합니다. 저항, 인덕턴스, 커패시턴스 및 주파수에 양수를 입력합니다. 기본 단위는 Ω, mH, nF, Hz입니다. 결과를 부품 사양과 비교하기 전에 각 단위를 확인하세요.
  2. 임피던스 크기를 실수부 및 허수부와 함께 읽습니다. 허수부가 양수이면 유도성이고 음수이면 용량성입니다. 위상은 전류에 대한 전압의 위상을 나타내며, 지정되지 않은 필터의 출력 위상을 뜻하지 않습니다.
  3. 입력 주파수를 공진 주파수와 비교하고 임피던스 곡선을 확인합니다. 부품 값은 유지한 채 주파수나 연결을 바꾸고 품질 계수와 대역폭을 비교합니다. 선택한 입력값과 모델을 보관하려면 결과를 인쇄하세요.

설정 및 제한

연결 및 공진
직렬에서는 임피던스를 더합니다. 병렬에서는 분기 어드미턴스를 먼저 더한 뒤 역수를 취해 임피던스를 구합니다. 두 이상 모델 모두 공진은 f0 = 1 / (2π√(LC))입니다. 공진에서 리액턴스 항은 서로 상쇄되고 임피던스는 R과 같아집니다. 직렬 곡선은 최솟값, 병렬 곡선은 최댓값을 가집니다.
품질 계수 및 대역폭
직렬 Q = √(L/C) / R이고 병렬 Q = R × √(C/L)입니다. 따라서 같은 저항을 증가시키면 직렬 Q는 감소하고 병렬 Q는 증가합니다. 표시 대역폭은 직렬 전류 공진 또는 병렬 임피던스 공진에 대한 f0 / Q입니다. 부하가 연결된 전압 출력 필터의 대역폭을 자동으로 나타내는 것은 아닙니다.
그래프 읽기
두 축 모두 로그 눈금이며 주파수는 공진 주파수로 정규화됩니다. 표시 범위는 0.01~100 배의 f0입니다. 입력 주파수가 이 범위 안에 있을 때만 표시점이 나타납니다. 표시점이 없다고 수치 계산에 실패한 것은 아닙니다.

실습 예제

R = 100 Ω, L = 10 mH, C = 100 nF, f = 1000 Hz를 입력합니다. 직렬에서 임피던스 크기는 약 1531.98 Ω이고 위상은 −86.2574°입니다. 값을 유지한 채 병렬로 전환하면 약 54.7423 Ω 및 +56.8096°가 됩니다.

예상 결과
RLC|Z|φQBW
R + L + C1531.98 Ω−86.2574°3.162281591.55 Hz
R ∥ L ∥ C54.7423 Ω+56.8096°0.31622815915.5 Hz

두 연결 모두 공진 주파수는 약 5032.92 Hz입니다. 직렬 Q는 3.16228, 대역폭은 1591.55 Hz이며, 병렬 Q는 0.316228, 대역폭은 15915.5 Hz입니다. 공진 부근에서는 두 임피던스 모두 100 Ω에 가까워지지만 곡선과 감쇠는 다릅니다. 표는 원래 주파수에서 두 모델을 비교합니다.

질문 및 문제 해결

같은 회로가 용량성에서 유도성으로 바뀌는 이유는 무엇인가요?

연결 방식이 중요합니다. 공진보다 낮은 주파수에서는 직렬 커패시터의 임피던스 크기가 더 큰 영향을 주지만, 병렬 인덕터는 더 낮은 임피던스 분기를 제공합니다. 구성을 전환한 뒤에는 허수부의 부호와 위상을 비교하세요. 직렬 해석을 병렬에 그대로 적용하지 마세요.

인덕터의 권선 저항을 따로 모델링할 수 있나요?

이 도구는 선택한 이상적 구성에 저항 하나만 사용합니다. 병렬 분기 양단에 연결한 저항은 인덕터와 직렬인 저항과 같지 않습니다. 권선 손실, 커패시터 손실 또는 추가 전원 및 부하 저항에는 적절한 회로 모델을 사용하세요.

결과가 비어 있거나 곡선이 보이지 않는 이유는 무엇인가요?

모든 부품 값과 주파수는 엄격히 양수여야 하며 유한한 결과를 내야 합니다. 누락된 입력, 지원하지 않는 단위 접미사 및 극단적인 값을 확인하세요. 유효한 수치를 다시 입력하세요. 입력을 계산할 수 없으면 도구는 이전 결과와 그래프를 지웁니다.