الرنين المتوازي

تحدث التوافقي المتوازية في دارة التيار المتردد (AC) عندما يتم تراص تيار الدارة مع الفولتية المطبقة. يحدث هذا الظاهرة بشكل خاص في الدارات التي تحتوي على مكثف ومتأرجح متصلين بالتوازي.

للحصول على فهم أكثر شمولاً للتوافقي المتوازية، دعونا نفحص رسم الدارة المقدم أدناه.

لنفترض أن لدينا متأرجحاً بسعة L هنري ومقاومة داخلية R أوم متصل بالتوازي مع مكثف بسعة C فاراد. يتم تطبيق فولتية تغذية متناوبة V فولت عبر هذه العناصر المتصلة بالتوازي.

في هذا التكوين للدارة التوافقي المتوازية، سيكون تيار الدارة Ir متماشياً تماماً مع فولتية التغذية فقط عندما يتحقق الشرط المعبر عنه بالمعادلة التالية.

رسم المتجهات

يظهر رسم المتجهات للدارة المعطاة أدناه:

لنفترض أن لدينا متأرجحاً بسعة L هنري، والذي له مقاومة ذاتية R أوم، متصل بالتوازي مع مكثف بسعة C فاراد. يتم تطبيق فولتية تغذية متناوبة V فولت عبر هذا التركيب المتوازي للمتأرجح والمكثف.

في هذا الإعداد الكهربائي، سيتطابق تيار الدارة Ir بدقة مع فولتية التغذية إذا وفقط إذا تم استيفاء الشرط المحدد بالمعادلة التالية.

إذا كانت R صغيرة جداً مقارنة بل، فإن تردد الرنين سيكون

تأثير التوافقي المتوازية

عند الرنين المتوازي يكون تيار الخط Ir = IL cosϕ أو

وبالتالي، سيتم تعريف عتبة الدارة كالتالي:

بناءً على المناقشة السابقة حول الرنين المتوازي، يمكن استخلاص الاستنتاجات الرئيسية التالية:

خصائص العتبة

خلال الرنين المتوازي، تظهر عتبة الدارة كمقاومة خالصة. هذا لأن المصطلحات المعتمدة على التردد التي تحكم عادة سلوك المتأرجحات والمكثفات في دارة التيار المتردد تتراجع عن بعضها البعض، مما يترك فقط مكون المقاومة. عندما يتم قياس السعة (L) بالهنري والسعة (C) بالفاراد والمقاومة (R) بالأوم، يتم أيضًا تعريف عتبة الدارة Zr بالأوم.

قيمة عالية لعتبة الدارة

تعتبر قيمة Zr مرتفعة بشكل ملحوظ. عند نقطة الرنين المتوازي، يصل نسبة L/C إلى قيمة كبيرة، والتي تساهم مباشرة في زيادة عتبة الدارة. تعتبر هذه العتبة المرتفعة ميزة مميزة تجعل دارات الرنين المتوازي تختلف عن غيرها.

تيار دارة منخفض

بالنظر إلى صيغة تيار الدارة Ir = V/Zr، ومع الأخذ في الاعتبار القيمة العالية لـ Zr، سيكون الناتج تيار الدارة Ir صغيراً جداً. حتى مع فولتية تغذية نسبية ثابتة V، تعمل العتبة العالية كحاجز قوي لتدفق التيار، مما يحافظ على الحد الأدنى من التيار المستهلك من المصدر.

تيار الفرع مقابل تيار الخط

تكون التيارات المنقولة عبر المكثف والمتأرجح (الملف) أكبر بكثير من تيار الخط. يحدث هذا لأن عتبة كل فرع فردي (المؤلف من المتأرجح - المقاومة والمكثف) أقل بكثير من عتبة الدارة الكلية Zr. نتيجة لذلك، يمكن للتيار أن يدور بمقدار أكبر ضمن هذه الأفرع مقارنة بتيار الخط الرئيسي للدارة.

طبيعة دارة الرفض

بسبب قدرتها على جذب تيار وكهرباء قليلة من الشبكة الكهربائية، غالباً ما يشار إلى دارة الرنين المتوازي باسم "دارة الرفض". وهي تفعل ذلك بفعالية.