Паралелна резонанса

Паралелната резонанса се появява в алтернативната токова (AC) верига, когато токът на веригата е в фаза с приложено напрежение. Това явление се случва конкретно в вериги, които разполагат с индуктор и кондензатор, свързани паралелно.

За да получим по-комплексно разбиране на паралелната резонанса, нека разгледаме представения по-долу диаграма на веригата.

Нека разгледаме индуктор с индуктивност L хенри и вътрешно съпротивление R ом, свързан паралелно с кондензатор с капацитет C фарад. Алтернативно напрежение V волта се прилага през тези паралелно свързани елементи.

В тази конфигурация на паралелно-резонансна верига, токът на веригата Ir ще бъде в пълна фазова синхронизация с напрежението само когато условието, изразено от следното уравнение, е изпълнено.

Фазорна диаграма

Фазорната диаграма на дадената верига е показана по-долу:

Нека разгледаме индуктор с индуктивност L хенри, който има вградена съпротивителност R ом, свързан паралелно с кондензатор с капацитет C фарад. Алтернативно напрежение V волта се прилага през тази паралелна комбинация от индуктор и кондензатор.

В този електрически установка, токът на веригата Ir ще се съвпадне точно в фаза с напрежението, ако и само ако специфичното условие, описано от следното уравнение, е изпълнено.

Ако R е много малко в сравнение с L, то резонансната честота ще бъде

Ефект от паралелната резонанса

При паралелна резонанса линейният ток Ir = IL cosϕ или

Следователно, импедансът на веригата ще бъде даден като:

На основата на предходното обсъждане на паралелната резонанса, могат да бъдат направени следните ключови заключения:

Характеристики на импеданса

По време на паралелна резонанса, импедансът на веригата се проявява като чисто съпротивителен. Това се дължи на факта, че честотните термини, които типично определят поведението на индукторите и кондензаторите в AC верига, се компенсират, оставяйки само съпротивителен компонент. Когато индуктивността (L) се измерва в хенри, капацитетът (C) в фарада и съпротивлението (R) в ом, импедансът Zr също се изразява в ом.

Висока стойност на импеданса

Магнитудата на Zr е значително висока. В точката на паралелна резонанса, отношението L/C достига значителна стойност, което директно допринася за повишения импеданс на веригата. Този висок импеданс е отличителна характеристика, която различава паралелно-резонансните вериги от други.

Нисък ток на веригата

Съобразно формулата за тока на веригата Ir = V/Zr и като се вземе предвид високата стойност на Zr, резултатният ток на веригата Ir е много малък. Дори при относително постоянна напрежение V, високият импеданс действа като силна преграда за протичането на тока, държащ тока, извличан от източника, до минимум.

Ток на клоновете спрямо линейния ток

Токовете, протичащи през кондензатора и индуктора (катушката), са значително по-големи от линейния ток. Това се случва, защото импедансът на всеки отделен клон (комбинацията индуктор-съпротивление и кондензатор) е много по-нисък от общия импеданс на веригата Zr. В резултат, по-голяма количество ток може да циркулира в тези клонове в сравнение с тока, който протича през главната линия на веригата.

Отхвърляща верига

Благодарение на способността си да извлича минимален ток и мощност от електрическата мрежа, паралелно-резонансната верига често се нарича "отхвърляща верига". Тя ефективно .