El och elektronik
Kalkylator för RLC-impedans och resonans
Beräkna impedans, fas, resonans, kvalitetsfaktor och bandbredd för RLC i serie eller parallell med en frekvenskurva.
Dina värden
Dina resultat
- Impedansens belopp · |Z|
- —
- Fasförskjutning
- —
- Realdel · Re(Z)
- —
- Imaginärdel · Im(Z)
- —
- Resonansfrekvens
- —
- Kvalitetsfaktor · Q
- —
| Induktiv reaktans · XL | — |
|---|---|
| Kapacitiv reaktans, belopp · XC | — |
| Resonansbandbredd | — |
Båda axlarna är logaritmiska. Frekvensen är normaliserad till f0; markören visar angiven frekvens när den ligger inom området.
Z = R + j(ωL − 1/(ωC))Jämför RLC-impedans, resonans och dämpning
Utforska hur en ideal resistor, induktor och kondensator beter sig vid en vald sinusformad frekvens. Välj en seriekrets eller tre parallella grenar och jämför komplex impedans, fas, resonans, godhetstal och bandbredd. Den valda resistorn representerar hela den modellerade förlusten i den kopplingen. Verktyget utesluter lindningsresistans, kondensatorförluster, parasitkapacitans och belastning från en annan krets.
Steg för steg
- Välj serie eller parallell och granska diagrammet. Ange positiv resistans, induktans, kapacitans och frekvens. Fälten använder som standard Ω, mH, nF och Hz; kontrollera varje enhet innan du jämför ett resultat med en komponentspecifikation.
- Läs impedansens belopp tillsammans med dess real- och imaginärdel. En positiv imaginärdel är induktiv; en negativ är kapacitiv. Fasen beskriver spänningen i förhållande till strömmen, inte utgångsfasen hos ett ospecificerat filter.
- Jämför den angivna frekvensen med resonansen och granska impedanskurvan. Ändra frekvens eller koppling medan du behåller komponentvärdena och jämför sedan godhetstal och bandbredd. Skriv ut resultaten när du vill spara de valda indata och modellen.
Inställningar och begränsningar
- Koppling och resonans
- I serie adderas impedanserna. I parallell adderas grenarnas admittanser innan summan inverteras för att ge impedansen. Resonansen är f0 = 1 / (2π√(LC)) i båda idealmodellerna. Vid resonans tar de reaktiva termerna ut varandra och impedansen är lika med R; seriekurvan har ett minimum medan parallellkurvan har ett maximum.
- Godhetstal och bandbredd
- I serie är Q = √(L/C) / R, medan Q i parallell är R × √(C/L). Att öka värdet på samma resistor minskar därför Q i serie men ökar Q i parallell. Den visade bandbredden är f0 / Q för resonans i serieström eller parallellimpedans. Den är inte automatiskt bandbredden hos ett belastat filter med spänningsutgång.
- Tolka grafen
- Båda axlarna är logaritmiska och frekvensen är normaliserad till resonansen. Det ritade området sträcker sig från 0.01 till 100 gånger f0. Markören visas bara när den angivna frekvensen ligger inom området; en saknad markör betyder inte att den numeriska beräkningen misslyckades.
Genomgånget exempel
Ange R = 100 Ω, L = 10 mH, C = 100 nF och f = 1000 Hz. I serie är impedansens belopp ungefär 1531.98 Ω och fasen −86.2574°. Byt till parallell utan att ändra värdena för att få ungefär 54.7423 Ω och +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 |
Båda kopplingarna har resonans nära 5032.92 Hz. I serie är Q 3.16228 med bandbredden 1591.55 Hz; i parallell är Q 0.316228 med bandbredden 15915.5 Hz. Nära resonans närmar sig båda impedanserna 100 Ω, även om deras kurvor och dämpning skiljer sig åt. Tabellen jämför de två modellerna vid den ursprungliga frekvensen.
Frågor och felsökning
Varför ändras samma nätverk från kapacitivt till induktivt?
Kopplingen spelar roll. Under resonans bidrar seriekondensatorn med det större impedansbeloppet, medan parallellinduktorn ger grenen med lägre impedans. Jämför imaginärdelens tecken och fasen efter att ha bytt koppling i stället för att överföra en serietolkning till parallell.
Kan jag modellera en induktors lindningsresistans separat?
Det här verktyget har en resistor i den valda ideala kopplingen. En resistor över parallella grenar är inte likvärdig med en resistans i serie med induktorn. Använd en lämplig kretsmodell för lindningsförlust, kondensatorförlust eller ytterligare käll- och lastresistans.
Varför är resultaten tomma eller kurvan borta?
Alla komponentvärden och frekvensen måste vara strikt positiva och ge ändliga resultat. Kontrollera saknade värden, enhetssuffix som inte stöds och extrema värden. Ange ett giltigt numeriskt fall igen; verktyget rensar tidigare resultat och grafen när ett indatavärde inte kan beräknas.