Spring til indhold

LC-svingningskreds: resonansfrekvens

Ved hvilken frekvens går min spole og kondensator i resonans?

Svar: En spole og en kondensator sammen går i resonans ved den frekvens, hvor deres reaktanser er lige store. Det er princippet bag oscillatorer, afstemte kredse i radioer, RFID-læsere og filtre. Beregneren finder resonansfrekvensen og reaktansen i begge komponenter ved resonans.

Formel

f₀ = 1 / (2 · π · √(L · C)) (L i henry, C i farad)

Ved resonans er XL = XC = √(L / C). Det er kredsens karakteristiske impedans.

Induktansen omregnes fra µH (× 10⁻⁶) og kapacitansen fra pF (× 10⁻¹²).

Symboler og enheder i formlen
SymbolBetydningEnhed
l_uhInduktansµH
c_pfKapacitanspF
=ResonansfrekvenskHz
=Resonansfrekvens i MHzMHz
=Reaktans i spole og kondensator ved resonansΩ

Gyldighed og kilde

Kilde
Thomsons formel · fagbilag: beregninger på svingningskredse (LC-led)

Gælder ikke når

  • Gælder ideelle komponenter. Printets egen kapacitans (få pF) og spolens viklingskapacitans trækker resonansen ned, så ved små kapacitanser bliver den målte frekvens lavere end den beregnede.

Regneeksempel

Beregnerens egne standardværdier sat ind. Tallene er regnet med præcis den formel værktøjet bruger.

Sat ind

  • Induktans10 µH
  • Kapacitans100 pF

Giver

  • Resonansfrekvens5.032,9 kHz
  • Resonansfrekvens i MHz5,033 MHz
  • Reaktans i spole og kondensator ved resonans316,2 Ω

Selve beregneren er låst

Opret en gratis bruger for at låse op for alle artikler, beregnere, skabeloner og sortiment — og få adgang til quizzer og klasser. Det tager under et minut: navn, email og en adgangskode. Intet betalingskort.

Vil du prøve noget først? Se hvad du kan bruge uden konto — junior-zonen, leksikonet, videoerne og mere.

Sådan bruger du den

En LC-kreds er hjertet i oscillatorer, afstemte filtre, RFID-læsere og radiomodtagere. Når du skal skifte en spole eller kondensator, afstemme en antennekreds eller forstå, hvorfor et filter ligger forkert, skal du kende resonansfrekvensen. Beregneren finder den og viser reaktansen, som er ens i begge komponenter ved resonans.

Trin for trin

  1. Find spolens induktans i µH og kondensatorens kapacitans i pF på komponenterne eller i stykliste.
  2. Gang induktans og kapacitans i henry og farad, og tag kvadratroden.
  3. Gang med 2π og tag 1 divideret med resultatet. Det er resonansfrekvensen.
  4. Læg et par pF til for printets og spolens egen kapacitans, hvis kondensatoren er lille.

Typiske fejl

  • At blande nF og pF. 1,62 nF er 1.620 pF.
  • At glemme printets og spolens egen kapacitans. Ved små kondensatorer flytter få pF resonansen mærkbart.
  • At tro, at dobbelt kapacitans halverer frekvensen. Frekvensen følger kvadratroden, så dobbelt kapacitans giver ca. 71 %.

Eksempler fra hverdagen

RFID-læser på 125 kHz

Antennespolen i en adgangskontrol-læser på 125 kHz er 1 mH. Kondensatoren i kredsen er gået, og du vil finde den rigtige værdi. Du prøver med 1.620 pF.

Induktans
1.000 µH
Kapacitans
1.620 pF

Det betyder: Kredsen går i resonans ved 125 kHz, præcis læserens frekvens, så kortene kan læses på fuld afstand. Spole og kondensator har begge 785,7 Ω ved resonans.

Mellemfrekvensfilter på 10,7 MHz

I en FM-modtager skal en afstemt kreds ligge på 10,7 MHz. Den består af en 2,2 µH spole og en 100 pF kondensator.

Induktans
2,2 µH
Kapacitans
100 pF

Det betyder: Resonansen ligger på 10,73 MHz. Det er lige oven på 10,7 MHz.

Samme kreds med 10 pF fra printet

På det færdige print måler du resonansen lavere end beregnet. Printbanerne og spolen giver tilsammen ca. 10 pF ekstra, så kredsen ser 110 pF.

Induktans
2,2 µH
Kapacitans
110 pF

Det betyder: Resonansen falder til 10,231 MHz. Det forklarer målingen. Vælg en lidt mindre kondensator eller en trimmekondensator.

Tommelfingerregel

Fire gange så meget L eller C halverer resonansfrekvensen.

Sådan tjekker du svaret

Regn spolens reaktans ved resonansfrekvensen med spole-beregneren. Den skal give samme tal som kondensatorens reaktans.