470 nF のコンデンサを 1 V に充電し、理想的な 4.7 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。
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 nFV0 = 1 VL = 4.7 mH
W = nJ
2.やさしい
同調回路が 10 kHz で共振し、Q 値は Q = 50 です。帯域幅 BW を Hz で求めなさい。
f0 = 10 kHzQ = 50
BW = Hz
3.ふつう
2.2 nF のコンデンサを 10 V に充電し、理想的な 1 mH のインダクタと振動させます。コンデンサの電圧が 2.5 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 nJ で求めなさい。
C = 2.2 nFV0 = 10 VvC = 2.5 V
WL = nJ
4.ふつう
RLC 並列回路で R = 2.2 kΩ、L = 220 µH、C = 470 pF です。Q 値 Q を求めなさい。
R = 2.2 kΩL = 220 µHC = 470 pF
Q =
5.むずかしい
充電した 10 nF のコンデンサが、全直列抵抗 20 Ω の 1 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 = 1 mHC = 10 nFR = 20 Ω
n =
6.むずかしい
全抵抗 50 Ω、共振周波数 100 kHz、帯域幅 2.5 kHz の RLC 直列フィルタを設計します。静電容量 C を nF で求めなさい。
R = 50 Ωf0 = 100 kHzBW = 2.5 kHz
C = nF
解答
- 1. W = 235 nJ
- 2. BW = 200 Hz
- 3. WL = 103.1 nJ
- 4. Q = 3.216
- 5. n = 3.489
- 6. C = 0.7958 nF
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。