리액턴스·필터·공진 계산기

리액턴스·필터·공진 계산기 소개

직류 회로에서는 저항만이 전류를 제한하지만, 신호가 시간에 따라 변하는 순간 — 교류 파형, 오디오 톤, RF 반송파 — 부터 커패시터와 인덕터가 중요해집니다. 이들이 교류에 대해 나타내는 방해를 리액턴스라 하며, 저항과 달리 주파수에 의존합니다. 이 계산기는 나머지 전기 도구 묶음이 다루지 않는 교류의 세 가지 기본을 다룹니다. 첫째, 리액턴스 그 자체: 주파수가 오를수록 감소하는 용량성 리액턴스 XC = 1/(2πfC)와, 주파수에 따라 증가하는 유도성 리액턴스 XL = 2πfL. 둘째, 수동 필터의 차단: RC 필터의 −3 dB 코너 주파수 fc = 1/(2πRC) 또는 RL 필터의 fc = R/(2πL)로, 저역 통과 또는 고역 통과 필터가 감쇠하기 시작하는 지점입니다. 셋째, LC 공진: 유도성 리액턴스와 용량성 리액턴스가 같아져 상쇄되는 주파수 f0 = 1/(2π√(LC))로, 라디오가 동조하고 발진기가 작동하며 탱크 회로가 공진하는 원리입니다. 하나의 로그–로그 그래프가 이 모든 것을 연결합니다 — 감소하는 XC 곡선과 증가하는 XL 곡선은 정확히 공진 주파수에서 교차하고, 필터의 차단은 단순히 리액턴스가 R과 같아지는 지점입니다. 전자공학을 배우는 학생, 아마추어 무선사, 오디오와 RF 애호가, 그리고 크로스오버, 동조 회로, 신호 필터를 설계하는 모든 이를 위해 만들어졌습니다.

이 계산기 사용법

1. 1 어떤 주파수에서의 XC와 XL을 구하려면 리액턴스, RC/RL 필터의 코너 주파수에는 차단 주파수, 동조 회로에는 LC 공진을 선택하세요.
2. 2 리액턴스 모드에서는 주파수와 정전용량 및/또는 인덕턴스를 입력합니다. 필터 모드에서는 RC 또는 RL을 선택하고 R과 C 또는 L을 입력합니다. 공진 모드에서는 L과 C를 입력합니다.
3. 3 각 입력란에는 고유의 SI 접두어 단위(Hz/kHz/MHz, pF/nF/µF, µH/mH/H, Ω/kΩ/MΩ)가 있어 실제 부품 값을 그대로 입력할 수 있습니다.
4. 4 결과를 읽고, XC와 XL이 공진 주파수에서 교차하며 필터 차단이 리액턴스가 R과 같아지는 위치에 있는 로그–로그 그래프를 살펴보세요.

리액턴스·차단·공진 계산 방법

리액턴스는 커패시터나 인덕터가 교류에 대해 나타내는 주파수 의존적 방해로, 저항과 마찬가지로 옴 단위로 측정되지만 전류를 전압에 대해 90° 위상을 어긋나게 합니다. 용량성 리액턴스: XC = 1 / (2πfC) 커패시터는 직류를 차단하고(0 Hz에서 무한대 리액턴스) 높은 주파수를 점점 더 쉽게 통과시키므로, f가 오르면 XC는 감소합니다. 유도성 리액턴스: XL = 2πfL 인덕터는 직류를 자유롭게 통과시키고 급격한 변화에 저항하므로, XL은 주파수에 정비례하여 커집니다. 필터 차단(−3 dB 코너): RC 필터: fc = 1 / (2πRC) RL 필터: fc = R / (2πL) 차단에서는 리액티브 소자의 리액턴스가 R과 같아지고, 출력은 입력의 약 70.7%(−3 dB)까지 떨어지며, 위상 변이는 45°입니다. 어느 소자를 출력으로 취하는지를 바꾸면 같은 코너 주파수를 유지한 채 저역 통과 필터가 고역 통과 필터로 바뀝니다. LC 공진: f0 = 1 / (2π√(LC)) 공진은 XL = XC가 되는 주파수입니다. 2πfL = 1/(2πfC)로 놓고 f에 대해 풀면 f0가 나옵니다. 그 지점에서 두 리액턴스는 상쇄되어 직렬 LC는 거의 단락처럼, 병렬 LC는 거의 개방처럼 보이며, 두 리액턴스 모두 특성 임피던스 √(L/C)와 같아집니다.

자주 묻는 질문

관련 전자공학 도구

리액턴스는 전기 도구 묶음에서 교류 쪽이 시작되는 지점입니다: 발진 주파수를 정하는 555 타이머 계산기, 필요한 C를 해독하는 콘덴서 코드 계산기, 회로의 저항 부분을 위한 옴의 법칙, RC나 RL 필터의 R을 고르는 저항 색띠 계산기와 함께 사용하세요.