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公式

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結果

center
共振周波数
1,591,549.43
ヘルツ (Hz)
周波数 (kHz) 1,591.5494 kHz
周波数 (MHz) 1.591549 MHz
角周波数 ω 10,000,000 rad/s
周期 T 0.6283 µs

LC共振周波数とは?

LC回路は「タンク回路」とも呼ばれ、コイル(インダクタ、L)とコンデンサ(キャパシタ、C)を組み合わせた回路です。この2つの素子の間でエネルギーがやり取りされると、回路は固有の周波数で振動します。これが共振周波数です。共振状態では誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが等しくなり、回路は最も効率よくエネルギーを蓄えます。この周波数は、ラジオのチューナー、発振回路、フィルタ、インピーダンス整合回路などの基礎となっています。

コイルとコンデンサを並列接続したLCタンク回路
基本的なLCタンク回路:コイル(L)とコンデンサ(C)を接続したもの。

この計算ツールの使い方

まずインダクタンスの値を入力し、その単位(H・mH・µH・nH)を選びます。次にキャパシタンスの値を入力し、単位(F・µF・nF・pF)を選択してください。ツールは両方を基本SI単位に換算したうえで共振の公式を適用し、周波数を Hz・kHz・MHz で表示します。あわせて角周波数と振動の周期も算出します。

計算式の解説

共振周波数は $$f = \frac{1}{2\pi\sqrt{L \cdot C}}$$ で求められます。ここで \(L\) はヘンリー(H)、\(C\) はファラド(F)です。インダクタンスやキャパシタンスが大きいほど周波数は低くなり、小さいほど高くなります。角周波数は \(\omega = 2\pi f = \frac{1}{\sqrt{LC}}\)、周期は \(T = \frac{1}{f}\) で表されます。

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共振周波数で振幅がピークになる共振曲線
共振周波数f0で振幅が鋭くピークを迎える。

計算例

\(L = 100\ \mu\text{H} = 0.0001\ \text{H}\)、\(C = 100\ \text{pF} = 1\times10^{-10}\ \text{F}\) としましょう。このとき \(L \cdot C = 1\times10^{-14}\) となり、\(\sqrt{L \cdot C} = 1\times10^{-7}\) です。よって $$f = \frac{1}{2\pi \times 1\times10^{-7}} \approx \frac{1}{6.2832\times10^{-7}} \approx 1{,}591{,}549\ \text{Hz} \approx 1.59\ \text{MHz}$$ となり、ちょうどAM(中波)放送帯に収まります。

よくある質問(FAQ)

抵抗(R)は考慮されますか? いいえ。これは減衰のない理想的な共振周波数です。抵抗を含む実際の回路では共振周波数がごくわずかに低くなりますが、Q値の高い回路ではその差は無視できる程度です。

L や C を逆算することはできますか? このツールは周波数を求めるものです。式を変形すると、\(L = \frac{1}{4\pi^2 f^2 C}\)、\(C = \frac{1}{4\pi^2 f^2 L}\) で求められます。

どの単位を使えばよいですか? 用意されたどの単位でも構いません。内部でヘンリーとファラドに換算するため、µH と pF を組み合わせても問題なく計算できます。

最終更新: