Kalkulator Reaktansi, Filter & Resonansi
Hitung reaktansi kapasitif dan induktif, frekuensi cutoff filter RC dan RL, serta frekuensi resonansi rangkaian LC — dengan grafik log–log tempat kurva XC dan XL berpotongan pada resonansi.
Masukkan sebuah frekuensi, lalu kapasitansi dan/atau induktansi untuk mendapatkan reaktansi kapasitif XC dan reaktansi induktif XL pada frekuensi tersebut.
Tentang Kalkulator Reaktansi, Filter & Resonansi
Dalam rangkaian DC hanya resistansi yang membatasi arus, tetapi begitu sebuah sinyal berubah terhadap waktu — gelombang AC, nada audio, pembawa RF — kapasitor dan induktor mulai berperan. Perlawanan mereka terhadap arus bolak-balik disebut reaktansi, dan tidak seperti resistansi, ia bergantung pada frekuensi. Kalkulator ini mencakup tiga dasar AC yang tidak dibahas oleh alat-alat lain dalam kelompok kelistrikan. Pertama, reaktansi itu sendiri: reaktansi kapasitif XC = 1/(2πfC), yang turun saat frekuensi naik, dan reaktansi induktif XL = 2πfL, yang naik seiring frekuensi. Kedua, cutoff filter pasif: frekuensi sudut −3 dB fc = 1/(2πRC) dari filter RC atau fc = R/(2πL) dari filter RL, yaitu titik ketika filter low-pass atau high-pass mulai meredam. Ketiga, resonansi LC: frekuensi f0 = 1/(2π√(LC)) ketika reaktansi induktif dan kapasitif sama besar dan saling meniadakan, yang menjadi dasar cara radio menala, osilator bekerja, dan rangkaian tangki beresonansi. Sebuah grafik log–log tunggal menyatukan semuanya — kurva XC yang menurun dan kurva XL yang menaik berpotongan tepat pada frekuensi resonansi, dan cutoff filter cukup berada di titik ketika reaktansi sama dengan R. Alat ini dibuat untuk mahasiswa elektronika, operator radio amatir, penggemar audio dan RF, serta siapa pun yang merancang crossover, rangkaian tertala, atau filter sinyal.
Cara menggunakan kalkulator ini
- 1 Pilih Reaktansi untuk mencari XC dan XL pada suatu frekuensi, Frekuensi cutoff untuk frekuensi sudut filter RC/RL, atau Resonansi LC untuk rangkaian tertala.
- 2 Pada mode Reaktansi, masukkan frekuensi serta kapasitansi dan/atau induktansi; pada mode Filter, pilih RC atau RL lalu masukkan R dengan C atau L; pada mode Resonansi, masukkan L dan C.
- 3 Setiap kolom memiliki satuan berawalan SI-nya sendiri (Hz/kHz/MHz, pF/nF/µF, µH/mH/H, Ω/kΩ/MΩ), sehingga Anda dapat langsung mengetikkan nilai komponen yang sebenarnya.
- 4 Baca hasilnya dan cermati grafik log–log, tempat XC dan XL berpotongan pada frekuensi resonansi dan cutoff filter berada di titik ketika reaktansi sama dengan R.
Bagaimana reaktansi, cutoff, dan resonansi dihitung
Reaktansi adalah perlawanan yang bergantung pada frekuensi dari sebuah kapasitor atau induktor terhadap arus bolak-balik, diukur dalam ohm sama seperti resistansi, tetapi menggeser fase arus 90° terhadap tegangan. Reaktansi kapasitif: XC = 1 / (2πfC) Kapasitor memblokir DC (reaktansi tak hingga pada 0 Hz) dan meloloskan frekuensi tinggi dengan semakin mudah, sehingga XC turun saat f naik. Reaktansi induktif: XL = 2πfL Induktor meloloskan DC dengan bebas dan melawan perubahan cepat, sehingga XL tumbuh berbanding lurus dengan frekuensi. Cutoff filter (sudut −3 dB): Filter RC: fc = 1 / (2πRC) Filter RL: fc = R / (2πL) Pada cutoff, reaktansi elemen reaktif sama dengan R, keluaran telah turun menjadi sekitar 70,7% (−3 dB) dari masukan, dan pergeseran fasenya 45°. Menukar elemen mana yang dijadikan keluaran mengubah filter low-pass menjadi high-pass dengan frekuensi sudut yang sama. Resonansi LC: f0 = 1 / (2π√(LC)) Resonansi adalah frekuensi ketika XL = XC. Dengan menetapkan 2πfL = 1/(2πfC) dan menyelesaikannya untuk f diperoleh f0. Pada titik itu kedua reaktansi saling meniadakan: LC seri tampak hampir seperti hubung singkat dan LC paralel tampak hampir seperti rangkaian terbuka, dan kedua reaktansi sama dengan impedansi karakteristik √(L/C).
Pertanyaan yang sering diajukan
Apa itu reaktansi kapasitif?
Reaktansi kapasitif adalah perlawanan yang diberikan kapasitor terhadap arus bolak-balik, dinyatakan oleh XC = 1/(2πfC) dan diukur dalam ohm. Tidak seperti resistor, perlawanan ini bergantung pada frekuensi: pada DC (0 Hz) kapasitor adalah rangkaian terbuka dengan reaktansi tak hingga, dan saat frekuensi naik XC turun, sehingga kapasitor meloloskan frekuensi tinggi dengan semakin mudah. Inilah sebabnya kapasitor digunakan untuk memblokir DC sambil menggandeng sinyal AC, dan mengapa kapasitor membentuk bagian pemilih frekuensi pada filter RC dan rangkaian tertala LC.
Bagaimana cara menghitung frekuensi cutoff filter RC?
Frekuensi cutoff (atau sudut) sebuah filter RC adalah fc = 1/(2πRC), dengan R dalam ohm dan C dalam farad. Ini adalah titik −3 dB ketika keluaran telah turun menjadi sekitar 70,7% dari masukan dan reaktansi kapasitor sama dengan resistansi. Sebagai contoh, resistor 1 kΩ dengan kapasitor 100 nF menghasilkan fc = 1/(2π × 1000 × 100×10⁻⁹) ≈ 1,59 kHz. R dan C yang sama membentuk baik filter low-pass (keluaran diambil pada kapasitor) maupun filter high-pass (keluaran pada resistor) — keduanya berbagi frekuensi cutoff ini.
Berapa frekuensi resonansi rangkaian LC?
Frekuensi resonansi rangkaian LC adalah f0 = 1/(2π√(LC)), dengan L dalam henry dan C dalam farad. Ini adalah frekuensi ketika reaktansi induktif XL = 2πfL dan reaktansi kapasitif XC = 1/(2πfC) sama besar dan saling meniadakan, sehingga rangkaian menjadi murni resistif. Sebagai contoh, 1 mH dengan 1 µF beresonansi pada 1/(2π√(10⁻³ × 10⁻⁶)) ≈ 5,03 kHz. LC seri hampir seperti hubung singkat pada f0 dan LC paralel hampir seperti rangkaian terbuka, itulah cara radio, osilator, dan filter tertala memilih satu frekuensi dari sekian banyak.
Apa perbedaan antara reaktansi dan resistansi?
Keduanya diukur dalam ohm dan keduanya melawan arus, tetapi resistansi membuang energi sebagai panas dan tidak bergantung pada frekuensi, sedangkan reaktansi menyimpan dan mengembalikan energi dalam medan magnet (induktor) atau medan listrik (kapasitor) dan berubah terhadap frekuensi. Resistansi menjaga tegangan dan arus tetap sefase; reaktansi menggeser keduanya 90°. Bila digabungkan, resistansi R dan reaktansi neto X membentuk impedansi Z = √(R² + X²), yaitu perlawanan total yang diberikan sebuah rangkaian AC pada frekuensi tertentu.
Alat elektronika terkait
Reaktansi adalah tempat sisi AC dari kelompok alat kelistrikan dimulai: padukan dengan kalkulator timer 555 untuk mengatur frekuensi osilator, kalkulator kode kapasitor untuk memecahkan nilai C yang Anda butuhkan, hukum Ohm untuk bagian resistif rangkaian, dan kalkulator kode warna resistor untuk memilih R pada filter RC atau RL.
Sematkan alat ini
Sematkan alat ini di situs Anda sendiri secara gratis. Tautan atribusi disertakan.