回路の共振について教えてください。全くの初心者です。共振とはどのような現象なのかを教えて頂きたいです

回路の共振について教えてください。全くの初心者です。共振とはどのような現象なのかを教えて頂きたいです。また、中でもLC共振というものはどういうものなのかも教えて頂きたいです。

No.3 ベストアンサー 回答者： himagene 回答日時： 2022/11/08 16:42

振り子でもバネ振動でも板でも電気回路でも原子や分子の運動でも全て原理は同じです。

ある系（振り子、バネ振動、板、電気回路、原子や分子など）が振動できるような仕組みを持っている時にその振動を「固有振動」と言いその振動周波数を「固有周波数」と言います。その系に外部から固有周波数で力を加えると（回路の場合は電圧、原子や分子では電波や光を使う）ほんの少しの力でも振動の大きさ（振幅）は急激に大きくなります。これが共振です。共振ではエネルギーの形態のやり取りが繰り返し起こっています。例えば振動ではポテンシャルエネルギー（位置エネルギー）と運動エネルギーです。外から加える力の周波数（繰り返しの速さ）を変えると、振動は大きくはなりません。このことはブランコ遊びをしたことがあれば体感されていることと思います。

さて、LC共振ですがこれも振動ですが振動が電流あるいは電圧に現れます。LC共振回路の中ではコイル(L)にたまった磁気エネルギー(LI^2/2)とコンデンサ(C)に貯まった静電エネルギー(CV^2/2)のやり取りが起こっています。固有周波数は1/√{LC}です。この周波数に一致した高周波振動があると回路の中を流れる振動電流は急激に大きくなりますから、周波数フィルターとして使えることはすぐに思いつくでしょう。

数式を使って理解されることをお勧めします。

No.2 回答者： 人は皆親戚 回答日時： 2022/11/04 15:04

Lのコイルは位相が９０度遅れて、

Cのコンデンサー(キャパシター)は位相が９０度早くなるので、
合致する周波数ではブランコのように慣性制御状態になって微小電力で共振が続く状態になります。
https://ja.wikipedia.org/wiki/LC%E5%9B%9E%E8%B7%AF
私は機械に例えて、Lのコイルを質量に、Cのコンデンサーを弾性にした等価回路で考えています。

No.1 回答者： PowerCheck 回答日時： 2022/11/04 12:27

コイルに入れる周波数は早ければ早いほど抵抗が大きくなっていきます。

一方コンデンサーに入れる周波数は早ければ早くなるほど抵抗が小さくなっていきます。
そしてその抵抗が同じ値になる周波数が入ってる時がlc共振状態です。