共振曲線とは何か?簡単に解説します!

共振曲線
今回のポイント
・RLC直列共振回路は、「欲しい周波数だけを取り出す装置(フィルター」として使われるよ

・共振曲線を見れば、フィルターの性能が分かるよ

くるる
くるる

共振曲線・・・何か尖ってるなぁってイメージしかないっす

説明しよう

まず、こちらの図をご覧ください。

これは、RLC直列共振回路の共振曲線を見やすく編集したものです。$\omega_{0}$は共振周波数、$I_{0}$は共振時の電流、$|I|$は周波数が$\omega$のときの電流の大きさです。

まず、Q=10のグラフを見てみましょう。$\frac{\omega}{\omega_{0}} = 1$付近で急激にグラフが鋭くなっています。これが何を表しているかというと、

共振周波数になると急激に電流が流れる」ということです。

この共振周波数で急激に電流が流れるという性質が重要で、逆に言えば、共振周波数を調整することで、欲しい周波数の時にだけ、急激に電流が流れる回路が作れるというわけです。

そのため、RLC直列共振回路は「欲しい周波数だけを取り出す装置(いわゆるフィルター)」として使われています。


さて、もう一度図を見てみると、Q値が大きくなるにつれて、グラフが鋭くなっていることが分かります。

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Q=10のグラフは、$\frac{\omega}{\omega_{0}} = 1$で急激に鋭くなっていますが、対してQ=1のグラフは、Q=10のグラフよりもかなり緩やかなカーブを描いていることが分かります。

こんな形をしていると、欲しい周波数に近い周波数も間違って取り出してしまうことがあるのです。

いわば、鍵のかからない玄関のようなものです。泥棒でも何でも侵入し放題です。そんな家誰も住みたくないですよね

だから、出来るだけ欲しい周波数のときだけ電流が流れるようにしたいのです。オートロックのマンションに住みたいのですよ。

オートロックのドアのイラスト

このように共振曲線の鋭さは、「フィルターとしての性能の良さ」を表しているのです。共振曲線が鋭ければ鋭いほど、性能の良いフィルターなのです。

今回はこれぐらいです。良かったら他の記事も見てってね(^^)/!

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