470 pF のコンデンサを 5 V に充電し、理想的な 47 µH のインダクタにつなぎます。両者の間を行き来する全エネルギー W を nJ で求めなさい。
解答つきLC 共振、Q 値、帯域幅ワークシート
1.やさしい
C = 470 pFV0 = 5 VL = 47 µH
W = nJ
2.やさしい
1 nF のコンデンサを 24 V に充電し、理想的な 47 mH のインダクタにつなぎます。両者の間を行き来する全エネルギー W を nJ で求めなさい。
C = 1 nFV0 = 24 VL = 47 mH
W = nJ
3.ふつう
RLC 並列回路で R = 4.7 kΩ、L = 100 µH、C = 100 nF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 4.7 kΩL = 100 µHC = 100 nF
Q =
4.ふつう
220 nF のコンデンサを 12 V に充電し、理想的な 10 mH のインダクタと振動させます。コンデンサの電圧が 3 V になった瞬間にインダクタに蓄えられているエネルギー WL を µJ で求めなさい。
C = 220 nFV0 = 12 VvC = 3 V
WL = µJ
5.むずかしい
並列のタンク回路が、470 nF のコンデンサと、巻線抵抗 2 Ω の 100 µH のコイルでできています。共振では抵抗のようにふるまい、その動的抵抗は RD = L/(C·r) です。RD を kΩ で求めなさい。
L = 100 µHC = 470 nFr = 2 Ω
RD = kΩ
6.むずかしい
充電した 22 nF のコンデンサが、全直列抵抗 20 Ω の 100 mH のコイルを通して放電するので、振動はゆっくり減衰します。振幅は e−Rt/(2L) に従って減衰します。振幅が半分になるまでに、振動は何周期 n 起こりますか。(損失は小さいので、周波数は f₀ とします。)
L = 100 mHC = 22 nFR = 20 Ω
n =
解答
- 1. W = 5.875 nJ
- 2. W = 288 nJ
- 3. Q = 148.6
- 4. WL = 14.85 µJ
- 5. RD = 0.1064 kΩ
- 6. n = 23.52
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。