什麼是 LC 諧振頻率計算器?
LC 電路(又稱諧振電路或振盪迴路,tank circuit)是由一個電感(L)與一個電容(C)所組成。能量會在電感的磁場與電容的電場之間來回往復,產生單一固有頻率的振盪,這個頻率就稱為諧振頻率。本計算器能依據你輸入的電感值與電容值算出該頻率,並支援工程上常用的各種單位前綴。
使用方式
輸入電感值並選擇對應單位(H、mH、µH 或 nH);再輸入電容值並選擇對應單位(F、µF、nF 或 pF)。計算器會自動將兩者換算為 SI 基本單位,算出頻率,並以 Hz、kHz、MHz 顯示結果,同時給出角頻率 ω(單位 rad/s)。
公式說明
諧振頻率的計算公式為:
$$f = \frac{1}{2\pi\sqrt{L \cdot C}}$$
其中 \(L\) 的單位為亨利(H),\(C\) 的單位為法拉(F)。\(L\) 或 \(C\) 愈大,頻率愈低;數值愈小,頻率則愈高。角頻率為 \(\omega = 2\pi f = \frac{1}{\sqrt{L \cdot C}}\)。
計算範例
假設 \(L = 100\ \text{µH} = 0.0001\ \text{H}\),\(C = 100\ \text{pF} = 1 \times 10^{-10}\ \text{F}\),則 \(LC = 1 \times 10^{-14}\),\(\sqrt{LC} = 1 \times 10^{-7}\)。因此 $$f = \frac{1}{2\pi \times 1 \times 10^{-7}} \approx 1{,}591{,}549\ \text{Hz} \approx 1.59\ \text{MHz}$$ 正好落在常見的 AM 廣播頻段範圍內。
常見問題
串聯與並聯會有差別嗎?對理想的串聯與並聯 LC 電路而言,諧振頻率的公式完全相同;兩者差別在於阻抗特性,而非諧振頻率本身。
該使用哪種單位?任何單位都可以——只要選擇對應的前綴即可。計算器會在內部統一換算成亨利與法拉。
有把電阻列入考量嗎?沒有。純 LC 諧振不考慮電阻。實際電路若電阻 \(R\) 較大,阻尼頻率會略有偏移;但對於高 Q 值電路而言,此公式仍是相當精確的近似。