図Aの回路のa－b間に正弦波交流電圧を加えたときの合成インピーダンスの周波数特性を図Bに示す。
抵抗R［kΩ］、誘導リアクタンスL［mH］及び静電容量C［μF］に最も近い値の組合せはどれか。
R L C
正答2
解説
図Aは抵抗 R・コイル L・コンデンサ C の直列共振回路で、合成インピーダンス Z＝√{R²＋(ωL−1／ωC)²} の周波数特性 (図B) から各値を読み取る。
共振周波数 f₀＝1／(2π√(LC)) では ωL＝1／ωC で虚部が打ち消され、Z は最小かつ R に等しくなるので、図Bの谷の高さ (最小インピーダンス) から R≒0.2 kΩ と読める。
共振点より低周波側では Z≈1／(2πfC) で容量性に、高周波側では Z≈2πfL で誘導性に漸近し、これら漸近域の大きさから L と C を分離して読み取ると L≒25 mH、C≒0.25 μF となり、選択肢「0.2 25 0.25」が正しい。
L と C を入れ替えた選択肢1 (L0.25・C25) は LC の積が同じで共振周波数は一致するものの、低周波側・高周波側の漸近インピーダンスの大小が図と逆になるため誤り。
最小値がそのまま R を与えるので、R＝0.25 や 25 kΩ とする選択肢3〜4も谷の読み値と合わず誤りである。