ForHosting KIT · 開発者向けツール

RLC共振回路のQ値計算ツール

このRLC共振Q値計算ツールは、共振回路の応答が固有周波数の周辺にどの程度集中するかを求めます。抵抗をオーム、インダクタンスをヘンリー、静電容量をファラドで入力し、直列または並列の構成を選択してください。結果には、無次元の品質係数、共振周波数、共振角周波数、および半電力点に基づく概算帯域幅が含まれます。部品候補の比較、選択度の見積もり、広帯域または狭帯域の設計判断を、製作やシミュレーションの前に行えます。

● Beta無料・ブラウザ内で実行

無料で実行 API仕様を見る

ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

RLC回路の品質係数から分かること

一般にQで表される品質係数は、共振器に蓄えられるエネルギーと、各周期で失われるエネルギーの関係を示します。RLC回路の実務では選択度を簡潔に表す指標であり、Qが高いほど共振付近の応答は鋭く狭くなり、Qが低いほど応答は広くなります。この計算では、入力した抵抗値を、選択した理想的な回路構成に対応する実効抵抗として扱います。実際のコイルには巻線抵抗があり、コンデンサには等価直列抵抗があり、さらに信号源や負荷も減衰を加えるため、この前提は重要です。これらの損失が無視できない場合は、計算前に適切な等価抵抗へまとめてください。Qには単位がないため、動作周波数が大きく異なる回路同士でも比較できます。表示する帯域幅は、共振周波数をQで割る一般的な関係から求めます。明瞭な共振を持つ低減衰の設計には有用ですが、寄生成分や周波数依存損失が支配的な場合には、完全な周波数応答シミュレーションの代わりにはなりません。

直列回路と並列回路の式の適用方法

理想的な直列RLC回路では、共振角周波数はインダクタンスと静電容量の積の平方根の逆数です。この周波数では誘導性リアクタンスと容量性リアクタンスが打ち消し合い、抵抗が減衰を決めます。そのため直列回路のQは、共振角周波数とインダクタンスの積を抵抗で割った値です。これは、インダクタンスを静電容量で割った値の平方根を、抵抗で割る式と同じです。抵抗がリアクティブな枝と並列に接続される理想的な並列RLC回路では、抵抗を共振角周波数とインダクタンスの積で割ります。これは、抵抗に静電容量とインダクタンスの比の平方根を掛ける式と等価です。抵抗の影響は二つのモデルで逆になり、直列抵抗を増やすとQは下がり、並列抵抗を増やすとQは上がります。また、周波数をヘルツ、角周波数をラジアン毎秒で返します。三つの部品値は有限かつゼロより大きい必要があり、選択する回路構成は実際の抵抗モデルと一致させてください。

部品選定と検証への計算結果の活用

最初に、すべての部品値を入力欄が求める基本単位、すなわちオーム、ヘンリー、ファラドに換算してください。例えば、10ミリヘンリーは0.01ヘンリー、1マイクロファラドは0.000001ファラドです。抵抗、コイル、コンデンサが一つの電流経路を構成し、抵抗が直列損失を表す場合は直列を選びます。抵抗が共振回路の両端に接続され、並列損失を表す場合は並列を選びます。計算後は、得られた共振周波数を目的の中心周波数と比較し、帯域幅を通過または阻止すべき周波数範囲と比較してください。Qが高すぎると、選択度は高くても、部品公差、温度変化、負荷の影響を受けやすくなります。Qが低すぎると、近接する不要な周波数を十分に減衰できない場合があります。実現可能な設計にするには、公差の上下限でも計算を繰り返し、信号源、負荷、巻線、等価直列抵抗を含めてください。最後に周波数掃引や実測で確認してください。この理想計算には、自己共振、分布容量、磁心損失などの周波数依存現象は含まれません。

活用例

フィルターの選択度を見積もる

同調段の部品公差を決める前に、Qと半電力点による概算帯域幅を計算できます。

損失条件を比較する

等価抵抗を変え、巻線、信号源、負荷、漏れによる損失が共振の鋭さに与える影響を確認できます。

共振用部品の組み合わせを確認する

シミュレーションや実測の前に、候補となるR、L、Cの中心周波数とQを検証できます。

よくある質問

計算料金はいくらですか？

APIリクエスト1回の料金は$0.002です。ブラウザ内ではサーバー処理を使わずに計算できます。

直列RLC回路ではどの式を使いますか？

Q = (1/R) × sqrt(L/C)を使用します。抵抗はオーム、インダクタンスはヘンリー、静電容量はファラドで入力します。

並列RLC回路ではどの式を使いますか？

抵抗がリアクティブな枝と並列に接続されるモデルでは、Q = R × sqrt(C/L)を使用します。

Q値に単位はありますか？

ありません。品質係数は無次元ですが、共振周波数と帯域幅はヘルツで示します。

コイルの巻線抵抗を含める必要がありますか？

影響が大きい場合は含めてください。選択した回路構成の損失と負荷を表す等価抵抗を使用します。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/resonance-q-factor

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/resonance-q-factor \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"resistance_ohms":10,"inductance_henries":0.01,"capacitance_farads":0.000001}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/elec/resonance-q-factor", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "resistance_ohms": 10,
    "inductance_henries": 0.01,
    "capacitance_farads": 0.000001
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/elec/resonance-q-factor",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "resistance_ohms": 10,
    "inductance_henries": 0.01,
    "capacitance_farads": 0.000001
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/elec/resonance-q-factor", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"resistance_ohms":10,"inductance_henries":0.01,"capacitance_farads":0.000001}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"resistance_ohms":10,"inductance_henries":0.01,"capacitance_farads":0.000001}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/elec/resonance-q-factor", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "resistance_ohms": 10,
  "inductance_henries": 0.01,
  "capacitance_farads": 0.000001
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.resonance_q_factor",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →