LC共振回路を構成するとコンデンサとコイルの作用で交流電流を流し続けるという理論を聞いて、「ホントか

LC共振回路を構成するとコンデンサとコイルの作用で交流電流を流し続けるという理論を聞いて、「ホントかな」って思って写真のような回路を作ってオシロスコープと抵抗で電流を見てみたんですが、どうやらコンデンサから一回放電して終わったようです。

何が悪いのか全くわかりません
コイルのインダクタンスとコンデンサの静電容量のバランスが必要なんでしょうか？

No.3 ベストアンサー 回答者： m-jiro 回答日時： 2018/11/20 11:06

おもしろい実験をしましたね。

#1さんが仰っているように抵抗成分が多いのではないでしょうか。
LとCはどんな値でも共振するとは限りません。回路に存在する抵抗成分が邪魔をするのです。
共振回路の良否を示す値としてQという数値があります。
Qは共振周波数でのLまたはCのインピーダンス(共振周波数では両者は同じ値)と抵抗成分の比で、Qが大きいほど強く共振します。一般の実用回路ではQは10～30ぐらいですね。抵抗成分は部品としての抵抗器だけでなくコイルの巻線抵抗や絶縁抵抗も関係します。
実験時のL、C、Rの値はいくらですか？　まずRの値が大き過ぎるのではないでしょうか。第六感的に言えば約 1Ω 以下でないと共振しないでしょう。またLとCの一方が極端に大きいと共振しません。理由は相対的にQが小さくなるためです。

例として、L＝1mH　C＝1μF　とします。これで共振周波数は計算上5035Hzになります。
共振点でのL、Cのインピーダンスは31.6Ωです。
コイルの巻線抵抗を2Ω、電流検出抵抗を1Ωとすると、Qは　31.6Ω÷(2Ω＋1Ω)＝10.2　です。
これなら共振が確認できると思います。
Cを10μFにすると共振周波数は1592Hz、Lのインピーダンスは10Ωとなり、Qは3.3しかありません。
これではたぶん共振は確認できないでしょう。
逆にCを小さくして0.1μFにすると、共振周波数は15924Hz、Lのインピーダンスは100Ωとなり、Qは33.3になるので観測しやすいように思います。
(回路の絶縁抵抗もQを左右しますが一般に無視します。コイルの巻線抵抗の影響が非常に大きいためです。)

L、Cの値をいろいろと変えてやってみると共振するはずです。その場合電流検出抵抗はできるだけ小さくすることです。できれば電流検出抵抗はなしにしてL、Cの両端の電圧を測定した方がわかりやすいでしょう。
なお共振が確認できても長続きせずすぐに消えてしまいます。これは回路にどうしても損失(抵抗)があるためです。コイルの巻線抵抗、絶縁抵抗、鉄心の損失、コンデンサの誘電体損失などです。これらの損失を小さくすれば(ということはQは大きくなる)共振の継続時間は長くなります。

この回答へのお礼

細かい数値ありがとうございます

LとCの値は気にしなくても無作為に選んだ値の共振周波数で共振してくれるのかなって勝手に思ってました

説明通りの値ですもう一回挑戦してみようと思います

ありがとうございました

お礼日時：2018/11/20 17:21

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2018/11/20 10:30

L と C の数値が分かりませんが、「共振回路」を勉強すればわかるように、共振周波数は

　f0 = 1/(2パイ√LC)
です。これがどのぐらいになっていますか？

https://hegtel.com/rlc-choku-heiretsu.html
https://eleking.net/study/s-accircuit/sac-resona …

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2018/11/19 23:46

この回路だと抵抗器があるからそこでエネルギーを消費しちゃうね.

この回答へのお礼

回答ありがとうございます

抵抗なくしたら電流流れ続けるんでしょうか？

抵抗の部分を電流計で計測したんですがこれも一瞬で電流で止まってしまいました

お礼日時：2018/11/20 08:38