Paralelní rezonance

Paralelní rezonance v obvodě střídavého proudu (AC) nastává, když proud v obvodu je ve fázovém souladu s přiloženým napětím. Tento jev specificky probíhá v obvodech, které obsahují cívečku a kondenzátor připojené paralelně.

Pro lepší pochopení paralelní rezonance se podívejme na níže uvedený obvodový diagram.

Zvažme cívečku s indukčností L henry a vnitřním odporom R ohmů, která je připojena paralelně s kondenzátorem o kapacitě C faradů. Na tyto paralelně spojené prvky je přiloženo střídavé zdrojové napětí V voltů.

V této konfiguraci paralelně rezonantního obvodu bude proud Ir v dokonalém fázovém souladu se zdrojovým napětím pouze tehdy, když je splněna podmínka vyjádřená následující rovnicí.

Fázorový diagram

Fázorový diagram daného obvodu je zobrazen níže:

Zvažme cívečku s indukčností L henry, která má vlastní odpor R ohmů, připojenou paralelně s kondenzátorem o kapacitě C faradů. Na tuto paralelní kombinaci cívečky a kondenzátoru je přiloženo střídavé zdrojové napětí V voltů.

V této elektrické soustavě bude proud Ir přesně v fázovém souladu se zdrojovým napětím, pokud a pouze pokud je splněna specifická podmínka vyjádřená následující rovnicí.

Pokud je R velmi malé v porovnání s L, pak rezonanční frekvence bude

Efekt paralelní rezonance

Při paralelní rezonanci je linkový proud Ir = IL cosϕ nebo

Proto bude impedancí obvodu dán vztah:

Na základě předchozí diskuse o paralelní rezonanci lze vyvodit následující klíčové závěry:

Charakteristiky impedance

Během paralelní rezonance se impedancí obvodu projevuje jako čistě odporová. To je proto, že frekvenčně závislé členy, které obvykle určují chování cíveček a kondenzátorů v AC obvodu, se navzájem vyruší, zanechávají pouze odporovou složku. Když je indukčnost (L) měřena v henry, kapacitance (C) v faradech a odpor (R) v ohmech, je také impedancí Zr vyjádřena v ohmech.

Vysoká hodnota impedance

Velikost Zr je výrazně vysoká. V bodě paralelní rezonance dosahuje poměr L/C významné hodnoty, což přímo přispívá k zvýšené impedanci obvodu. Tato vysoká impedace je charakteristickou vlastností, která paralelně rezonantní obvody odlišuje od ostatních.

Nízký proud v obvodu

S ohledem na vzorec pro proud v obvodu Ir = V/Zr a s ohledem na vysokou hodnotu Zr, je výsledný proud Ir velmi malý. I při relativně konstantním zdrojovém napětí V působí vysoká impedace jako silná bariéra proti proudu, udržující proud zdroje na minimum.

Proud v odvětvích vs. linkový proud

Proudy proudící skrz kondenzátor a cívečku (spoj) jsou výrazně větší než linkový proud. To je proto, že impedancí každého jednotlivého odvětví (kombinace cívečky-odporu a kondenzátoru) je mnohem nižší než celková impedancí obvodu Zr. Jako výsledek může větší množství proudu cirkulovat v těchto odvětvích oproti proudu, který proudí hlavní linkou obvodu.

Příroda odmítacího obvodu

Díky své schopnosti minimalizovat proud a výkon z elektrických rozvodů se paralelně rezonantní obvod často označuje jako "odmítací obvod". Efektivně .