このページでは電気回路の
共振回路と共振周波数に
ついて説明しています。
共振回路と共振周波数は
ラジオが聞ける原理でも
あるので、個人的には
興味深くおもしろいです。
数式などは、極力使わず
どういったものなのかを
書いております。
共振回路や周波数を算出する
数式を求めている方は
インターネット上では
そのようなサイトは
多くありますので
そちらをご参考ください。
目次(クリックすると自動で飛びます)
1.交流回路とリアクタンス
2.共振回路とは
3.共振周波数とは
4.共振回路と周波数の応用
5.まとめ
1.交流回路とリアクタンス
共振回路、周波数を説明する際、
リアクタンスを知る必要があります。
直列共振回路の例上の交流回路内には抵抗と
コンデンサ、コイルがあります。
交流回路では
コンデンサやコイルも
抵抗同様に電流を流しくくする
作用をします。
この作用を
リアクタンスといいます。
リアクタンスについては
以下のページでも説明して
いますのでご参考ください。
このページでも書いていますが
コンデンサやコイルは
交流回路では、電圧と電流は
位相がずれます。
交流回路：電圧と電流の位相のずれ上のグラフのように
抵抗は電圧と電流の位相が
一致していますが
コンデンサとコイルは
一致しません。
電圧を基準としたとき、
コンデンサは電流の位相は
進んでいる
コイルは電流の位相が
遅れています。
2.共振回路とは
前項では、コンデンサ、コイル
個々では位相の進む、遅れを
書きましたが
直列共振回路の例上のような交流回路のように
同じ回路内にコンデンサと
コイルがある場合は
位相はどうなるでしょうか。
それは、コンデンサとコイルの
リアクタンスの大きさのバランスで
変わり、進むことも、
遅れることもあります。
リアクタンスを一致させると
電圧と電流の位相は抵抗のように
揃います。
そして電流値もコンデンサ、コイル
関係なく抵抗に応じた電流が
流れます。
この時、興味深いことが
起こります。
コイルやコンデンサに発生する
電圧は (リアクタンス/抵抗)×電源電圧
となるのです。
ですので、例えば
リアクタンスを60Ω、抵抗を3Ωに
すると、
60/3＝20で
電源電圧の20倍の電圧が発生
します。
このような回路を
共振回路といいます。
3.共振周波数とは
コンデンサのリアクタンスを
容量リアクタンス、
コイルのリアクタンスを
誘導リアクタンスといいます。
これらについても
以下のページでも
説明していますので
ご参考ください。
容量リアクタンスは
C/(2πf)、
誘導リアクタンスは
2πfL、で決まります。
ｆは周波数です。
リアクタンス次第で
共振回路となり、
周波数により
リアクタンスは決まります。
回路が共振する周波数を
共振周波数といいます。
4.共振回路と周波数の応用
共振回路、周波数の現象は
身近な例だとラジオで応用されていまし。
空中には様々な周波数の電波が
飛んでいます。
共振周波数をアンテナが
受信すれば、その周波数の
信号電流を大きく抽出できます。
容量リアクタンスは
C/(2πf)のCは
静電容量です。
ダイヤルで静電容量を
可変して共振周波数を
変えて、
空中の飛んでいる
周波数の中で受信したい
周波数を選択しているのです。
5.まとめ
共振回路や共振周波数は
電気基礎の勉強では
参考書などの中には
書かれています。
まずは数式ではなく
何に応用されているかを
知れると、
もし
数式問題が嫌いでも
解きたくなってきませんか。
共振回路、共振周波数の
数式問題を解くには
その前段階の電気基礎を
勉強しなければいけません。
このページを見て
少しでも電気基礎について
興味がわき、勉強意欲が
わいたなら幸いです。
このページでは書きませんでしたが
インピーダンスも、このページと
関係が深いです。
以下のページで書いていますので
ご参考ください。
このページで説明した
電気回路とは区別が違いますが
このサイトではシーケンス回路の
講座もページもあります。
以下のページを参考ください。
あと、当方では
機械の故障対応に役立つように
作成した
シーケンス制御教材も
ありますので、興味があれば
以下をクリックしてご確認ください。
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