2007/03/26(月)08:49
共振回路の問題
楽天ブックス
RLC直列共振回路の問題。
たしか、以前にも解いてますので、目新しいポイントを中心に。
まず、RLC直列回路のインピーダンス(の大きさ)を求めます。
で、電流を求める。
ここまでは問題なし。
それから、共振周波数(問題では求める必要なしだけど)。
インピーダンスの虚部が0と置いて求めると、
共振周波数(角周波数)ω0は、1/√(LC)
となります。
これは、求めるまでもなく覚えられますね。
さて、ここから。
共振時の電力を基準に、電力が1/2となる点を求めます。
これが、ちょっとわからなかったなぁ。
共振時は電力は抵抗Rでのみ消費し、電流もE/Rなので、
電力をそこから求めて。
それの1/2になるように…、
って考えても、イマイチうまくいかない。
で、解答をチラ見した結果、考え方を変えて。
電力が1/2ってところから、電力は電流の2乗に比例。
つまり、電力が1/2の時、電流は1/√2でしょう、と。
そして、電流が1/√2の時、インピーダンスの大きさは、
√2倍でしょう、と。
で、共振時のインピーダンスは、実部のみで、Rなので、
√R=RLC直列のインピーダンス
と置いて。
両辺を2乗したりしつつ、これをωについて解く、と。
ここで、単純に解くとωは4個の値になります。
(問題集の解答では割愛されてましたが)
しばらく悩んだ結果、求める角周波数は0より大きい、
という条件から、2個の値が求まりました。
詳細はここでは非常に書き表すのが大変なので、
補足ブログを参照してください。
さて、後は電圧拡大率、というものを求めます。
これの定義、さっぱり知りません。
問題集解答の式が定義なのかどうか、も不明。
後で調べてみます。
で、結果的には上の半電力点角周波数の差で、
共振時角周波数を除算した物が、
電圧拡大率になるようです。
電圧拡大率。率だから、単位は合うけど…。
不明だ。