インダクタの周波数特性は?

May 28, 2021

ご伝言

まず、インダクタ(コイル)には次のような基本的な特性があります。


①DCは基本的に直接流れる。

②ACの場合は抵抗のような働きをします。

③周波数が高いほど通過しにくい。


以下はインダクタの周波数とインピーダンス特性を示す模式図です。

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理想的なインダクタでは周波数が高くなるとインピーダンスが直線的に増加しますが、実際のインダクタでは等価回路に示すように並列に寄生容量EPCが存在し、自己共振を起こします。

そのため、共振周波数以前では、インダクタンスは本来誘導性を持っていますが(周波数が高くなるにつれてインピーダンスが大きくなります)、共振周波数以降は寄生容量の影響が支配的となり、容量性特性を示します(周波数が高くなるにつれてインピーダンスは減少します)。 すなわち、共振周波数より高い周波数領域ではインダクタンスとして機能しない。

インダクタの共振周波数は上式で求めることができます。 本体の静電容量やインダクタンスの違いを除けば、基本的にはコンデンサの共振周波数の式と同じです。 この式から、インダクタンス値Lが小さくなると共振周波数が高くなることが分かります。

インダクタの寄生成分には、寄生容量 EPC の他に、インダクタ巻線の抵抗成分 ESR (Equivalent Series Resistance) と、コンデンサと並列に存在する EPR (Equivalent Parallel Resistance) があります。 抵抗成分は、共振点でのインピーダンスを制限します。


キーポイント:


インダクタンスは、共振周波数の前に誘導特性を示します (インピーダンスは周波数の増加とともに増加します)。


インダクタンスは、共振周波数以降、容量性を示します (インピーダンスは周波数が高くなるにつれて低下します)。


共振周波数より高い周波数帯域では、インダクタンスはインダクタンスとして機能しません。


インダクタンス値 L が小さくなると、インダクタンスの共振周波数が高くなります。


インダクタの共振点のインピーダンスは、寄生抵抗成分によって制限されます。

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