Parallelresonans

Parallelresonans optræder i en vekslende strøm (AC) kredsløb, når kredsløbsstrømmen er i fase med den påførte spænding. Dette fænomen forekommer specifikt i kredsløb, der har en induktor og en kapacitor forbundet parallel.

For at opnå en mere omfattende forståelse af parallelresonans, lad os undersøge kredsløbsdiagrammet nedenfor.

Lad os overveje en induktor med en induktance på L henry og en intern resistens på R ohm, som er forbundet parallel med en kapacitor med en kapacitance på C farad. En vekslende spænding på V volt anvendes på disse parallellelementer.

I denne parallelresonante kredsløbskonfiguration vil kredsløbsstrømmen Ir være i perfekt faseoverensstemmelse med spændingskilden kun, når betingelsen udtrykt ved følgende ligning er opfyldt.

Fasordiagram

Fasordiagrammet for det givne kredsløb er vist nedenfor:

Lad os overveje en induktor med en induktance på L henry, som har en inbygget resistens på R ohm, forbundet parallel med en kapacitor med en kapacitance på C farad. En vekslende spænding på V volt anvendes på denne parallel kombination af induktoren og kapacitoren.

I denne elektriske opsætning vil kredsløbsstrømmen Ir præcis alignere i fase med spændingskilden, hvis og kun hvis den specifikke betingelse beskrevet ved følgende ligning er opfyldt.

Hvis R er meget lille i forhold til L, så vil resonansfrekvensen være

Effekt af Parallelresonans

Ved parallelresonans er linjestrømmen Ir = IL cosϕ eller

Derfor vil kredsløbsimpedancen blive givet som:

Baseret på den foregående diskussion om parallelresonans kan følgende vigtige konklusioner drages:

 Impedanceegenskaber

Under parallelresonans viser kredsløbsimpedancen sig som rent resistiv. Dette skyldes, at de frekvensafhængige led, der normalt styrer opførslen af induktorer og kapacitorer i et AC-kredsløb, neutraliserer hinanden, hvilket efterlader kun et resistivt komponent. Når induktansen (L) måles i henry, kapacitansen (C) i farad, og resistensen (R) i ohm, udtrykkes kredsløbsimpedancen Zr også i ohm.

Høj impedansværdi

Størrelsen af Zr er bemærkelsesværdig høj. Ved punktet for parallelresonans når forholdet L/C en betydelig værdi, hvilket direkte bidrager til den høje impedans i kredsløbet. Denne høje impedans er en karakteristisk egenskab, der skelner parallelresonante kredsløb fra andre.

 Lav kredsløbsstrøm

Givet formelen for kredsløbsstrøm Ir = V/Zr, og under hensyntagen til den høje værdi af Zr, er den resulterende kredsløbsstrøm Ir meget lille. Selv med en relativt konstant spændingskilde V, virker den høje impedans som en stærk barriere mod strømflod, hvilket holder strømmen, der trækkes fra kilden, på et minimum.

 Grenestrøm vs. linjestrøm

Strømme, der løber gennem kapacitoren og induktoren (spole), er betydeligt større end linjestrømmen. Dette sker, fordi impedancen af hver enkelt gren (induktoren-resistens kombinationen og kapacitoren) er meget lavere end den samlede kredsløbsimpedans Zr. Dermed kan en større mængde strøm cirkulere inden for disse grene sammenlignet med strømmen, der løber gennem hovedlinjen i kredsløbet.

Afskyderkredsløbs natur

På grund af dens evne til at trække minimal strøm og effekt fra elnettet, omtales parallelresonante kredsløb ofte som et "afslyderkredsløb". Det effektiviserer.