Elektro og elektronikk
Kalkulator for RLC-impedans og resonans
Rekn ut impedans, fase, resonans, kvalitetsfaktor og bandbreidd for RLC i serie eller parallell med eit frekvensdiagram.
Dine verdiar
Dine resultat
- Storleiken på impedansen · |Z|
- —
- Faseforskyving
- —
- Realdel · Re(Z)
- —
- Imaginærdel · Im(Z)
- —
- Resonansfrekvens
- —
- Kvalitetsfaktor · Q
- —
| Induktiv reaktans · XL | — |
|---|---|
| Kapasitiv reaktans, storleik · XC | — |
| Resonansbandbreidd | — |
Begge aksane er logaritmiske. Frekvensen er normalisert til f0; markøren viser oppgjeven frekvens når han er innanfor området.
Z = R + j(ωL − 1/(ωC))Samanlikn RLC-impedans, resonans og demping
Utforsk korleis ein ideell motstand, spole og kondensator oppfører seg ved ein vald sinusforma frekvens. Vel ein seriekrets eller tre parallelle greiner, og samanlikn kompleks impedans, fase, resonans, kvalitetsfaktor og bandbreidd. Den valde motstanden representerer heile tapet som vert modellert i denne koplinga. Verktøyet utelèt viklingsmotstand, kondensatortap, parasittisk kapasitans og belastning frå ein annan krets.
Steg for steg
- Vel serie eller parallell, og undersøk diagrammet. Skriv inn positiv motstand, induktans, kapasitans og frekvens. Felta brukar som standard Ω, mH, nF og Hz; kontroller kvar eining før du samanliknar eit resultat med ein komponentspesifikasjon.
- Les absoluttverdien av impedansen saman med realdelen og imaginærdelen. Ein positiv imaginærdel er induktiv; ein negativ er kapasitiv. Fasen skildrar spenninga i høve til straumen, ikkje utgangsfasen til eit uspesifisert filter.
- Samanlikn den oppgjevne frekvensen med resonansen, og undersøk impedanskurva. Endre frekvens eller kopling medan du held på komponentverdiane, og samanlikn så kvalitetsfaktor og bandbreidd. Skriv ut resultata når du vil ta vare på dei valde inngangsverdiane og modellen.
Innstillingar og avgrensingar
- Kopling og resonans
- I serie vert impedansane summerte. I parallell vert admittansane i greinene summerte før summen vert invertert for å finne impedansen. Resonansen er f0 = 1 / (2π√(LC)) i begge ideelle modellane. Ved resonans opphevar dei reaktive ledda kvarandre, og impedansen er lik R; seriekurva har eit minimum, medan parallellkurva har eit maksimum.
- Kvalitetsfaktor og bandbreidd
- I serie er Q = √(L/C) / R, medan Q i parallell er R × √(C/L). Å auke den same motstanden reduserer difor Q i serie, men aukar Q i parallell. Den viste bandbreidda er f0 / Q for resonans i seriestraum eller parallellimpedans. Ho er ikkje automatisk bandbreidda til eit belasta filter med spenningsutgang.
- Lesing av grafen
- Begge aksane er logaritmiske, og frekvensen er normalisert til resonansen. Det viste området strekkjer seg frå 0.01 til 100 gonger f0. Markøren vert berre vist når den oppgjevne frekvensen er innanfor dette området; ein manglande markør tyder ikkje at den numeriske utrekninga mislukkast.
Gjennomgått døme
Skriv inn R = 100 Ω, L = 10 mH, C = 100 nF og f = 1000 Hz. I serie er absoluttverdien av impedansen om lag 1531.98 Ω og fasen −86.2574°. Byt til parallell utan å endre desse verdiane for å få om lag 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 koplingane har resonans nær 5032.92 Hz. I serie er Q 3.16228 med bandbreidd 1591.55 Hz; i parallell er Q 0.316228 med bandbreidd 15915.5 Hz. Nær resonans nærmar begge impedansane seg 100 Ω, sjølv om kurvene og dempinga er ulike. Tabellen samanliknar dei to modellane ved den opphavlege frekvensen.
Spørsmål og feilsøking
Kvifor går det same nettverket frå kapasitivt til induktivt?
Koplinga har noko å seie. Under resonans bidreg kondensatoren i serie med den største absoluttverdien av impedansen, medan spolen i parallell gjev greina med lågare impedans. Samanlikn forteiknet til imaginærdelen og fasen etter at du har bytt kopling, i staden for å overføre ei serietolking til parallell.
Kan eg modellere viklingsmotstanden til ein spole separat?
Dette verktøyet har éin motstand i den valde ideelle koplinga. Ein motstand over parallelle greiner svarar ikkje til ein motstand i serie med spolen. Bruk ein høveleg kretsmodell for viklingstap, kondensatortap eller ekstra kjelde- og belastningsmotstand.
Kvifor er resultata tomme eller kurva borte?
Alle komponentverdiar og frekvensen må vere strengt positive og gje endelege resultat. Kontroller manglande verdiar, einingssuffiks som ikkje er støtta, og ekstreme verdiar. Skriv inn eit gyldig numerisk tilfelle på nytt; verktøyet fjernar tidlegare resultat og grafen når ein inngangsverdi ikkje kan reknast ut.