直列共振
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/03/25 04:19 UTC 版)
交流回路で、R、L、C が直列接続されているとする。誘導性リアクタンス ( X L {\displaystyle X_{L}\quad } ) は周波数が高くなるにつれて大きくなり、容量性リアクタンス ( X C {\displaystyle X_{C}\quad } ) は周波数が高くなるにつれて小さくなる。ある周波数で2つのリアクタンスは同じ大きさになるが、位相は逆である。その周波数がその回路の共振周波数 ( f r {\displaystyle f_{r}\,} ) である。 f r {\displaystyle f_{r}\,} においては、以下のようになる。 X L = X C {\displaystyle X_{L}=X_{C}\,} ω L = 1 ω C {\displaystyle {\omega {L}}={{1} \over {\omega }{C}}\,} 角周波数をヘルツに変換すると、 2 π f L = 1 2 π f C {\displaystyle {2\pi fL}={1 \over {2\pi fC}}} となり、ここで f が共振周波数である。この式を整理すると次のようになる。 f = 1 2 π L C {\displaystyle f={1 \over {2\pi {\sqrt {LC}}}}} 直列交流回路では、XC は位相が90度先行し、XL は位相が90度遅れる。したがって、これらが互いに打ち消しあう。電流への唯一の抵抗となるのは、コイルの抵抗である。したがって、直列共振では共振周波数で電流が最大となる。 f r {\displaystyle f_{r}\,} で電流が最大となる。電流インピーダンスは最小となる。この状態の回路を「アクセプタ回路」と呼ぶ。 f r {\displaystyle f_{r}\,} より低い周波数では、 X L ≪ X C {\displaystyle X_{L}\ll X_{C}\,} となる。したがって回路は容量性になる。 f r {\displaystyle f_{r}\,} より高い周波数では、 X L ≫ X C {\displaystyle X_{L}\gg X_{C}\,} となる。したがって回路は誘導性になる。
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