Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 413 работающих калькуляторов

ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ · ОНЛАЙН

RLC-контур: импеданс, резонанс, добротность, фаза и мощность

Калькулятор RLC контура находит резонансную частоту, добротность и полосу пропускания последовательного или параллельного контура, а на выбранной частоте считает полное сопротивление, сдвиг фаз, токи, напряжения на элементах и все виды мощности. Таблица показывает частотную характеристику вокруг резонанса.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
⚡
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Схема соединения
Последовательно: общий ток. Параллельно: общее напряжение.
Можно задать частоту источника или сразу считать на резонансе.
Среднеквадратичное (действующее) значение.В
Таблица охватывает от f₀/размах до f₀·размах (по умолчанию 10).
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Последовательный RLC-контур

Резонансная частота f₀, Гц1 591,5494
Добротность Q2,1277
Полоса пропускания по уровню −3 дБ, Гц748,0282
Рабочая частота, Гц1 000
Полное сопротивление |Z|, Ом107,1781
Реактивное сопротивление X, Ом-96,3231
Сдвиг фаз φ (напряжение относительно тока), °-63,9903
Характер цепиёмкостный
Общий ток, А0,111963
Активная мощность P, Вт0,5892
Реактивная мощность Q, вар-1,2075
Полная мощность S, ВА1,3436
Коэффициент мощности cos φ0,438523
Напряжение на резисторе, В5,2623
Напряжение на катушке, В7,0349
Напряжение на конденсаторе, В17,8195

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Последовательно соединённые R, L, C: Z = R + j(ωL − 1/(ωC)). На резонансе реактивные сопротивления равны, ток максимален, а напряжения на L и C в Q раз больше напряжения источника.

Модель идеальная: катушка и конденсатор без собственных потерь, источник с нулевым внутренним сопротивлением. Фаза φ положительна при индуктивном характере цепи.

Частотная характеристика вокруг резонанса

Частота, Гц|Z|, Омφ, °Ток, АP, Вт
159.155991.115-87.28190.0121080.0069
233.608668.2689-85.9670.0179570.0152
342.889445.1029-83.93860.026960.0342
503.292288.4597-80.62270.04160.0813
738.732175.4404-74.46080.0683990.2199
1084.3191.6239-59.13840.130970.8062
1591.5494700.2553193.0638
2336.07591.623959.13840.130970.8062
3428.889175.440474.46080.0683990.2199
5032.921288.459780.62270.04160.0813
7387.318445.102983.93860.026960.0342
10843.1668.268985.9670.0179570.0152
15915.494991.11587.28190.0121080.0069
Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Калькулятор RLC контура: резонансная частота, импеданс и добротность

Калькулятор RLC контура помогает рассчитать резистор, катушку и конденсатор, включённые последовательно или параллельно, в цепи переменного тока. Он определяет резонансную частоту, добротность, полосу пропускания, полное сопротивление, сдвиг фаз, токи, напряжения и мощности.

Расчёт пригодится при настройке фильтров и радиоприёмников, подборе компенсации реактивной мощности и учебных задачах по электротехнике. Разберём, как устроен резонанс, что означают результаты и почему идеальные формулы могут отличаться от измерений. Результаты удобно сверять с измерениями генератора сигналов и осциллографа: резонансную частоту, добротность и полосу пропускания можно проверить на макете, а расхождение обычно объясняется допусками номиналов, сопротивлением провода катушки и ёмкостью монтажа.

Что происходит в контуре на резонансе

Реактивное сопротивление катушки растёт с частотой, а конденсатора падает. Когда они равны по модулю, в последовательной цепи они взаимно компенсируются, сопротивление становится минимальным и равным R, а ток достигает максимума.

В параллельной цепи на той же частоте равны реактивные проводимости. Ток источника минимален, а в ветвях L и C циркулирует большой ток, то есть энергия перекачивается между магнитным и электрическим полями внутри контура.

Добротность и полоса пропускания

Добротность Q показывает, во сколько раз напряжение на реактивном элементе превышает напряжение источника в последовательном контуре на резонансе. Для параллельного контура так же возрастает ток в ветвях.

Полоса пропускания равна f₀/Q: чем выше добротность, тем уже и острее резонансная кривая. Узкая полоса удобна для выбора одной радиостанции, но делает схему чувствительной к разбросу номиналов.

Как читать сдвиг фаз и характер цепи

Ниже резонанса последовательная цепь ведёт себя как конденсатор, и ток опережает напряжение. Выше резонанса преобладает катушка, и ток отстаёт. Параллельный контур ведёт себя наоборот: ниже резонанса он индуктивен, выше — ёмкостен.

Калькулятор выводит угол в градусах и словесное описание. Около резонанса угол стремится к нулю, коэффициент мощности cos φ приближается к единице, а реактивная мощность исчезает.

Мощности: активная, реактивная и полная

Активная мощность P выделяется на резисторе и превращается в тепло, реактивная Q обменивается между источником и полями элементов, а полная S определяет нагрузку на источник и провода: S² = P² + Q².

В промышленности реактивную мощность компенсируют конденсаторными батареями, подбирая ёмкость так, чтобы нагрузка вблизи частоты сети была ближе к резонансу и cos φ стремился к единице.

Частотная характеристика и ограничения модели

Таблица результата показывает тринадцать точек вокруг резонанса на логарифмической шкале: сопротивление, фазу, ток и мощность. Размах можно изменить в дополнительных настройках, чтобы увидеть более широкую или узкую область.

Настоящие катушки имеют активное сопротивление, а конденсаторы потери, поэтому реальная добротность ниже расчётной, а резонансный пик шире. На радиочастотах влияют и паразитные ёмкости монтажа.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

f₀ = 1/(2π√(LC)); Z = R + j(ωL − 1/(ωC)) (послед.); Y = 1/R + j(ωC − 1/(ωL)) (паралл.); Q = √(L/C)/R (послед.), R·√(C/L) (паралл.)

Проверенные примеры

Последовательный контур 47 Ом, 10 мГн, 1 мкФ на 1 кГц

Источник 12 В, частота 1000 Гц.

Резонанс на 1 591,55 Гц, добротность 2,13. На 1 кГц |Z| = 107,18 Ом, цепь ёмкостный, ток 0,1120 А, активная мощность 0,59 Вт.

Контур 10 Ом, 100 мкГн, 100 нФ на резонансе

Источник 5 В, частота равна резонансной.

f₀ = 50 329,21 Гц, ток 0,500 А, добротность 3,16, напряжение на конденсаторе 15,81 В — в 3,2 раза больше напряжения источника.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Выберите схему: последовательную или параллельную.
  2. Введите R, L и C в удобных единицах и действующее напряжение источника.
  3. Укажите частоту источника или выберите расчёт на резонансной частоте.
  4. Оцените характер цепи, токи и мощности, затем просмотрите частотную характеристику.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Чем резонанс напряжений отличается от резонанса токов?

В последовательном контуре на резонансе ток максимален, а напряжения на катушке и конденсаторе могут многократно превышать напряжение источника. В параллельном — ток источника минимален, а токи в ветвях L и C велики.

Что такое добротность контура?

Это отношение реактивного сопротивления на резонансе к активному (для последовательного контура). Чем выше добротность, тем острее резонанс и уже полоса пропускания.

Что значит положительный сдвиг фаз?

Положительный угол означает индуктивный характер цепи: напряжение опережает ток. Отрицательный — ёмкостный характер.

Как рассчитывается полоса пропускания?

Как отношение резонансной частоты к добротности, по уровню −3 дБ от максимума.

Можно ли вводить частоту в мегагерцах?

Да, выберите единицу частоты. Единицы ёмкости и индуктивности тоже можно менять независимо, от пикофарад до микрофарад и от микрогенри до генри.

Похожие калькуляторы

▦ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

Зарядное напряжение конденсатора времязадающей цепи

Изначально разряженный конденсатор заряжается через постоянный резистор от источника постоянного напряжения. Оценка задержки срабатывания электронного времязадающего узла. После нескольких постоянных времени напряжение приближается к напряжению источника.

▦ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

КПД солнечного элемента по выходной и входной мощности

Измерена электрическая мощность солнечного элемента и полная мощность света, падающего на его поверхность. Сравнение опытных фотоэлементов при одинаковой освещённости. Эффективность показывает процент полученной электрической энергии от поступившей световой.

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_910303/

Предварительный просмотр