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RC、LR、LC、LCR (直列) 回路


電子部品は、能動部品と受動部品の 2 つのカテゴリに分けることができます。 Inductor (I)、Resistor (R)、および Capacitor (C) は、受動コンポーネントのインスタンスです。それらは電子回路で使用されており、事実上あらゆる回路で見られる可能性があります。 RC、RL、LC、および RLC 回路は、これら 3 つのコンポーネントをさまざまな構成で組み合わせることによって形成されます。フィルタリング回路、チューブ ライト チョーク、マルチバイブレータなど、さまざまな用途があります。したがって、これらの回路の基礎とその背後にある理論を探ります。文字「R」は抵抗を表すために使用されます。抵抗器は、主に熱としてエネルギーを浪費するコンポーネントです。一定の電流の流れに対して一定のままになる電圧降下があります。

コンデンサ

文字「C」はコンデンサを表します。コンデンサは、エネルギーを電場の形で(一時的に)蓄えるデバイスです。コンデンサは、電圧変化に抵抗するデバイスです。コンデンサにはさまざまな形状とサイズがあり、セラミック コンデンサと電解コンデンサが最も一般的です。それらは一方向に充電しますが、反対に放電します。

インダクタ

文字「L」はインダクタを表すために使用されます。コンデンサは、磁場の形でエネルギーを蓄えるという点でインダクタに似ています。インダクタは電流の変化に抵抗します。インダクタは、最初の 2 つのコンポーネントと比較してあまり使用されないコイル状のコイル ワイヤです。これらの抵抗器、コンデンサ、インダクタを組み合わせると、時間と周波数に依存する RL 回路、RLC 回路、RC 結合アンプなどの回路を作成できます。応答し、さまざまな AC アプリケーションで使用できます。 RC/RL/RLC 回路は、フィルター、発振器などとして使用できます。

RC/RL および RLC 回路の基本原理

次のトピックに移る前に、抵抗、コンデンサ、およびインダクタが電子回路でどのように機能するかを見てみましょう。理解を深めるために、コンデンサと抵抗を電源と直列に接続した基本的な回路 (5V) を考えてみましょう。電源が RC 回路ペアに接続されている場合、抵抗の両端の電圧 (Vr ) コンデンサの両端の電圧 (Vc ) ゼロのままです。コンデンサが充電されると、抵抗の両端の電圧が減少し、コンデンサの両端の電圧が抵抗電圧 (Vr ) はゼロで、コンデンサ電圧 (Vc ) が最大です。RC 結合は、抵抗-容量結合の略語です。増幅器では、これが最も一般的な結合方法です。

2 段の RC 結合アンプの構築

2段RC結合トランジスタ増幅回路について話しましょう。 2段増幅回路は2つのトランジスタを共通エミッタ(CE)配置で結合し、共通電源VCC 雇用されている。バイアスおよび安定化ネットワークは、分圧ネットワーク R1 を含みます。 と R2 抵抗 Re と同様に .信号はエミッタ バイパス コンデンサ Ce を介してルーティングされます。 、リアクタンスが低い。

回路の機能

スイッチがオンになると、抵抗の両端の電圧が最大になりますが、コンデンサの両端の電圧はゼロのままです。その後、コンデンサは Vr のポイントまで充電されます。 はゼロで、Vc 最大です。スイッチがオフになると、コンデンサが放電し、抵抗器の両端に負の電圧が発生します。コンデンサが放電すると、コンデンサと抵抗器の電圧はゼロになります。インダクタも同じように表すことができます。コンデンサをインダクタに置き換えると、波形がミラーリングされます。つまり、スイッチがオンになると、抵抗の両端の電圧 (Vr )全体の電圧がインダクタ(Vl)の両端に現れるため、ゼロになります。 )。インダクタ両端の電圧 (Vl )は、インダクタが充電されるにつれてゼロに達し、抵抗器の両端の電圧(Vr ) は最大電圧に達します。

RC回路

コンデンサと抵抗は、RC 回路 (抵抗コンデンサ回路) の電圧または電流源に直列または並列に接続されます。これらはフィルタリング アプリケーションで最も一般的に使用されるため、これらの回路は RC ネットワークとしても知られています。ローパス、ハイパス、およびバンドパス フィルターはすべて RC 回路を使用して構築できます。 .回路は12Vバッテリーで駆動され、スイッチを使用して開閉します。スイッチをオンにすると、最大電圧(12V)が抵抗性電球負荷(Vr)に印加さ​​れます )、コンデンサの両端の電圧はゼロです。スイッチがオフになると、抵抗器の両端の電圧がゼロに低下し、コンデンサが充電されると、グラフに示すように電圧が最大レベルに上昇します。

RL 回路

RL 回路 (Resistor Inductor Circuit) では、インダクタと抵抗が直列または並列に接続されます。電圧源は直列 RL 回路を駆動し、電流源は並列 RL 回路を駆動します。 1 つのインダクタと 1 つのコンデンサのみを使用する 1 次 RL 回路は、パッシブ フィルタでよく使用されます。

RLC回路

RLC 回路は、直列または並列に接続された抵抗、コンデンサ、およびインダクタで構成されます。この回路は、ラジオ受信機やテレビに見られる発振回路を生成します。また、アナログ アプリケーションのダンパー回路としても一般的に使用されます。これは、1 次 RLC 回路の共振特性です。

結論

抵抗、インダクタ、およびコンデンサは一般的で簡単なコンポーネントですが、それらを結合して RC/RL および RLC 回路などの回路を形成すると、さまざまなアプリケーションに適した複雑な動作を示します。 RC 回路と RL 回路の主な違いは、RC 結合増幅器がエネルギーを電場として保存するのに対し、RL 回路はエネルギーを磁場として保存することです。

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