Máy tính tần số cộng hưởng mạch LC là gì?
Mạch LC (còn gọi là mạch dao động hay mạch cộng hưởng) được tạo thành từ một cuộn cảm (L) và một tụ điện (C). Năng lượng liên tục chuyển qua lại giữa từ trường của cuộn cảm và điện trường của tụ điện, tạo ra dao động ở một tần số tự nhiên duy nhất gọi là tần số cộng hưởng. Công cụ này giúp bạn tính tần số đó từ giá trị độ tự cảm và điện dung bạn nhập vào, đồng thời hỗ trợ các tiền tố đơn vị thường dùng trong kỹ thuật.
Cách sử dụng
Nhập giá trị độ tự cảm và chọn đơn vị tương ứng (H, mH, µH hoặc nH). Nhập giá trị điện dung và chọn đơn vị (F, µF, nF hoặc pF). Máy tính sẽ tự động quy đổi cả hai về đơn vị SI cơ bản, tính ra tần số rồi hiển thị kết quả theo Hz, kHz, MHz cùng với tần số góc \(\omega\) tính bằng rad/s.
Giải thích công thức
Tần số cộng hưởng được xác định bằng công thức:
$$f = \frac{1}{2\pi\sqrt{L \cdot C}}$$Trong đó L tính bằng henry (H) và C tính bằng farad (F). L hoặc C càng lớn thì tần số càng thấp; ngược lại, giá trị càng nhỏ thì tần số càng cao. Tần số góc được tính theo \(\omega = 2\pi f = \frac{1}{\sqrt{L \cdot C}}\).
Ví dụ minh họa
Giả sử \(L = 100\ \mu\text{H} = 0{,}0001\ \text{H}\) và \(C = 100\ \text{pF} = 1\times10^{-10}\ \text{F}\). Khi đó \(LC = 1\times10^{-14}\), và \(\sqrt{LC} = 1\times10^{-7}\). Vậy $$f = \frac{1}{2\pi \times 1\times10^{-7}} \approx 1\,591\,549\ \text{Hz} \approx 1{,}59\ \text{MHz}$$ — một tần số điển hình nằm trong dải sóng phát thanh AM.
Câu hỏi thường gặp
Mạch nối tiếp hay song song có khác nhau không? Công thức tính tần số cộng hưởng là hoàn toàn giống nhau cho cả mạch LC nối tiếp và song song lý tưởng; chúng chỉ khác nhau ở đặc tính trở kháng chứ không khác về tần số cộng hưởng.
Tôi nên dùng đơn vị nào? Đơn vị nào cũng được — chỉ cần chọn đúng tiền tố tương ứng. Công cụ sẽ tự quy đổi mọi giá trị về henry và farad ở bên trong.
Điện trở có được tính đến không? Không. Cộng hưởng LC thuần túy bỏ qua điện trở. Mạch thực tế có điện trở R đáng kể sẽ có tần số tắt dần bị lệch đi một chút, nhưng đối với các mạch có hệ số phẩm chất Q cao thì công thức này vẫn là một phép xấp xỉ rất tốt.
