Rangkaian RLC seri menggabungkan resistor, induktor, dan kapasitor sepanjang jalur arus tunggal, dan responsnya sangat bergantung pada frekuensi penggerak. Kalkulator ini menghitung tiga besaran yang paling sering diperiksa oleh para insinyur dan siswa: impedansi (total perlawanan terhadap arus pada frekuensi tertentu), frekuensi resonansi (di mana impedansi berada pada titik minimum), dan sudut fasa (apakah arus mengarah atau tertinggal dari tegangan, dan berapa banyak).

Cara kerja Kalkulator Sirkuit RLC

Kalkulator pertama-tama menemukan oposisi masing-masing komponen reaktif terhadap arus: reaktansi induktif X_L = 2πfL bertambah seiring frekuensi, sedangkan reaktansi kapasitif X_C = 1/(2πfC) menyusut seiring frekuensi. Karena keduanya bergerak dalam arah yang berlawanan, resistansi stabil resistor R dan reaktansi netto yang bergantung pada frekuensi (X_L − X_C) digabungkan seperti dua kaki segitiga siku-siku untuk menghasilkan impedansi total, Z = √(R² + (X_L − X_C)²) — sisi miring. Tiga besaran yang sama menentukan sudut fasa φ = atan((X_L − X_C)/R), offset antara bentuk gelombang tegangan dan arus. Secara terpisah, frekuensi resonansi f₀ = 1/(2π√(LC)) adalah frekuensi di mana X_L dan X_C sama persis — pada titik tersebut keduanya hilang sepenuhnya, φ turun menjadi 0°, dan impedansi turun ke minimum absolut, Z = R.

Masukan dan artinya

Resistansi (R) adalah resistansi nyata rangkaian yang tidak bergantung pada frekuensi terhadap arus, dalam ohm. Induktansi (L) menentukan seberapa kuat perubahan arus menginduksi tegangan berlawanan — diukur dalam henries, tetapi biasanya dimasukkan dalam milihenries (mH) atau mikrohenries (µH) untuk kumparan dunia nyata. Kapasitansi (C) menetapkan berapa banyak muatan yang disimpan kapasitor per volt — dalam farad, meskipun kapasitor praktis hampir selalu ditentukan dalam mikrofarad (µF), nanofarad (nF), atau pikofarad (pF). Frekuensi (f) adalah frekuensi penggerak sumber AC dalam hertz. Dari keempatnya, L dan C bersama-sama mengatur tempat terjadinya resonansi; R tidak menggerakkan frekuensi resonansi sama sekali, namun mengatur dasar impedansi pada resonansi dan seberapa tajam impedansi meningkat saat Anda menjauh dari f₀.

Batasan dan kasus tepi

Kalkulator ini memodelkan rangkaian RLC seri ideal dengan satu resistor, induktor, dan kapasitor — kalkulator ini tidak memperhitungkan topologi RLC paralel (tangki), resistensi parasit di dalam induktor dan kapasitor dunia nyata, atau jaringan filter multi-tahap, yang semuanya menggeser resonansi dan redaman efektif. Resistansi tepat 0 Ω diterima (rangkaian LC yang diidealkan) dan menghasilkan sudut fasa tepat ±90° daripada hasil yang tidak ditentukan. Resistansi yang sangat kecil dikombinasikan dengan frekuensi yang sangat dekat dengan resonansi dapat membuat arus teoritis melonjak tajam — dalam rangkaian nyata, resistensi parasit pada kabel dan komponen membatasi seberapa jauh hambatan ini sebenarnya terjadi, jadi perlakukan hasil yang sangat dekat dengan resonansi dengan R ≈ 0 sebagai batasan teoritis dan bukan pembacaan arus literal.