問題抵抗 R = 20 Ω、インダクタンス L = 10 mH、静電容量 C = 1 μF の直列回路に、電圧一定で周波数が可変の交流電源を接続した。電流の大きさが共振時の 1/√2 になる2つの周波数の差(半値幅)Δf [Hz] として正しいものを選べ。
- a5000/π Hz
- b25000/π Hz
- c2000/π Hz
- d1000/π Hz
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正解:d. 1000/π Hz
正解は「1000/π Hz」。共振角周波数は ω0 = 1/√(LC) = 10⁴ rad/s、Q = ω0L/R = 10⁴×0.01/20 = 5 である。半値幅は Δf = f0/Q で、f0 = ω0/(2π) = 5000/π Hz より Δf = 1000/π Hz(約 318 Hz)となる。同じく Δω = R/L = 2000 rad/s から Δf = 2000/(2π) と求めてもよい。「5000/π Hz」は誤り。5000/π Hz は共振周波数 f0 そのもので、半値幅ではない。「25000/π Hz」は誤り。25000/π Hz は f0×Q で、半値幅 f0/Q とは掛ける・割るを取り違えている。「2000/π Hz」は誤り。2000/π Hz は Δω/π のように、角周波数の幅 2000 rad/s を周波数に直すときの 2π を π と誤った値である。
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