BAZA WIEDZY - Kalkulator układu rezonansowego LC

Układ rezonansowy LC to obwód elektryczny składający się z cewki indukcyjnej (L) i kondensatora (C), który może magazynować i wymieniać energię między tymi dwoma elementami w sposób oscylacyjny. Jest to podstawowy element w wielu systemach elektronicznych, zwłaszcza w filtrach, generatorach sygnałów i układach bezprzewodowych.

Poniższy kalkulator pozwala na łatwe i szybkie obliczenie jednego z parametrów układu rezonansowego LC: częstotliwości rezonansowej, indukcyjności lub pojemności - na podstawie dwóch pozostałych wartości.

Wybierz wariant obliczeń:

Częstotliwość f na podstawie L i C Indukcyjność L na podstawie f i C Pojemność C na podstawie L i f

Częstotliwość: --- Hz

Działanie układu LC

Układ rezonansowy LC składa się z cewki indukcyjnej oraz kondensatora i służy do magazynowania oraz wymiany energii między tymi elementami w sposób oscylacyjny. Gdy kondensator jest naładowany, przechowuje energię w postaci pola elektrycznego. W momencie rozpoczęcia rozładowania przez cewkę zaczyna się przepływ prądu, co powoduje powstanie pola magnetycznego wokół cewki. W momencie całkowitego rozładowania kondensatora cała zgromadzona energia zostaje przekształcona w energię magnetyczną cewki. Następnie cewka zaczyna oddawać energię z powrotem do kondensatora, ponownie go ładując, ale z odwróconą polaryzacją. Proces ten powtarza się cyklicznie, prowadząc do oscylacji prądu i napięcia w obwodzie.

Charakterystyczną cechą takiego układu jest częstotliwość rezonansowa, która zależy od wartości indukcyjności cewki i pojemności kondensatora.

Częstotliwość rezonansowa jest obliczana według poniższego wzoru:
$f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$
Układ LC szeregowy i równoległy

Układ LC może występować w dwóch konfiguracjach: szeregowej i równoległej, a ich zachowanie różni się pod względem charakterystyki impedancji oraz sposobu przepływu prądu. W obwodzie szeregowym cewka i kondensator są połączone w jeden ciąg, co oznacza, że ten sam prąd przepływa przez oba elementy. Przy częstotliwości rezonansowej impedancja takiego układu osiąga wartość minimalną, co skutkuje maksymalnym przepływem prądu. Natomiast w układzie równoległym cewka i kondensator są połączone równolegle do źródła napięcia, co powoduje, że ich prądy się rozdzielają. W rezonansie impedancja układu osiąga maksimum, ograniczając przepływ prądu ze źródła. Z tego powodu układ szeregowy działa jak filtr przepustowy, a układ równoległy jak filtr zaporowy, co wpływa na ich zastosowanie w elektronice, zwłaszcza w układach filtrujących, oscylatorach i systemach dopasowania impedancji.

Zastosowania układu LC

Układy rezonansowe LC znajdują szerokie zastosowanie w elektronice, szczególnie w obszarach wymagających selekcji częstotliwości i generowania sygnałów oscylacyjnych. Jednym z najważniejszych zastosowań są filtry pasmowe, które pozwalają na przepuszczanie lub tłumienie określonych częstotliwości, co jest kluczowe w systemach telekomunikacyjnych, radioodbiornikach i nadajnikach. Układy LC stosuje się również w oscylatorach generujących stabilne sygnały o określonej częstotliwości, wykorzystywane w zegarach elektronicznych, systemach mikroprocesorowych oraz urządzeniach radiowych. Innym istotnym zastosowaniem jest dopasowanie impedancji w systemach transmisji sygnału, co pozwala na efektywniejsze przesyłanie energii między elementami obwodu. Układy LC odgrywają także kluczową rolę w technologii bezprzewodowego przesyłu energii, jak w ładowarkach indukcyjnych czy układach RFID. Ponadto wykorzystywane są w układach tłumiących zakłócenia elektromagnetyczne.

Powrót do listy artykułów