리액턴스·LC 공진 계산기
주파수에서 용량성 리액턴스 Xc·유도성 리액턴스 XL, 원하는 리액턴스에 맞는 C·L, LC 공진 주파수와 특성 임피던스, 콘덴서 전류·무효 전력을 계산합니다.
계산식
- Xc = 1 ÷ (2π × f × C) — 주파수가 높을수록 작아짐
- XL = 2π × f × L — 주파수가 높을수록 커짐
- f0 = 1 ÷ (2π × √(L × C)) — 이 주파수에서 Xc = XL
- Z0 = √(L ÷ C)
- 콘덴서 전류 I = U ÷ Xc, 무효 전력 Q = U² ÷ Xc = 2π f C U²
콘덴서 용량별 Xc
| C | 50 Hz | 60 Hz | 1 kHz |
|---|---|---|---|
| 100 nF | 31.83 kΩ | 26.53 kΩ | 1.592 kΩ |
| 1 µF | 3.183 kΩ | 2.653 kΩ | 159.2 Ω |
| 10 µF | 318.3 Ω | 265.3 Ω | 15.92 Ω |
| 100 µF | 31.83 Ω | 26.53 Ω | 1.592 Ω |
| 1000 µF | 3.183 Ω | 2.653 Ω | 0.1592 Ω |
읽는 법
- 콘덴서는 주파수가 높을수록 전류를 잘 통하고(Xc 감소), 코일은 주파수가 높을수록 막습니다(XL 증가). 직류(0 Hz)에서 콘덴서는 끊긴 것, 이상적인 코일은 이어진 것과 같습니다.
- 같은 콘덴서라도 60 Hz 에서는 Xc 가 50 Hz 의 5/6 이라 전류·무효 전력이 1.2배가 됩니다.
- 공진 주파수에서는 Xc 와 XL 이 같아 서로 상쇄됩니다. 직렬 LC 는 그 주파수에서 임피던스가 가장 작고, 병렬 LC 는 가장 큽니다(이상적인 부품 기준).
현장에서 쓰는 곳
- 역률 개선 콘덴서: 콘덴서 하나의 µF 와 걸리는 전압으로 전류·kvar 를 확인합니다. 400 V·50 Hz 에서 약 367 µF 면 약 18.4 kvar 입니다(역률 개선 콘덴서 계산기의 예와 같은 값).
- LC 저역 필터(전원 노이즈 필터 등)의 꺾이는 주파수를 f0 로 어림합니다. 실제 필터는 부하 저항·부품의 저항 성분에 따라 모양이 바뀝니다.
- 인버터·모터 쪽 리액터처럼 «몇 Ω» 으로 볼 때는 운전 주파수에서의 XL 을 봅니다 — 주파수가 바뀌면 리액턴스도 바뀝니다.
자주 묻는 것
용량성 리액턴스 공식은?
Xc = 1 ÷ (2π f C) 입니다. 100 µF 는 50 Hz 에서 1 ÷ (2π × 50 × 0.0001) ≈ 31.8 Ω, 60 Hz 에서 약 26.5 Ω 입니다.
유도성 리액턴스 공식은?
XL = 2π f L 입니다. 10 mH 는 50 Hz 에서 약 3.14 Ω, 1 kHz 에서 약 62.8 Ω 입니다.
LC 공진 주파수는 어떻게 구하나요?
f0 = 1 ÷ (2π √(LC)) 입니다. 10 µH 와 100 nF 면 약 159 kHz 이고, 이때 Xc 와 XL 이 모두 10 Ω 으로 같습니다.
리액턴스와 저항은 어떻게 더하나요?
직렬 R 과 X 의 크기는 √(R² + X²) 입니다(위상이 90° 다르므로 그냥 더하지 않음). 이 계산기는 리액턴스만 보여 줍니다.
RC 시정수·1차 저역 필터 차단 주파수는 RC 시정수·차단 주파수 계산기. 역률 개선 콘덴서 용량(kvar → µF)은 역률 개선 콘덴서 계산기.
근거
Xc·XL·공진 주파수·특성 임피던스·콘덴서 전류와 무효 전력은 모두 교류 회로의 정의식으로 계산합니다. 부품의 허용차·등가 직렬 저항은 각 데이터시트를 보세요.