Rinnakkaistonaus

Rinnakkaisvaihtovesi ilmenee vaihtovirtapiirissä (AC), kun piirinvirta on samassa vaiheessa kuin sovitettu jännite. Tämä ilmiö tapahtuu erityisesti silloin, kun piirissä on kytketty rinnan kytketty induktori ja kondensaattori.

Ymmärtääksemme rinnakkaisvaihtovesiä kattavammin tarkastelemme alla olevaa piirikaaviota.

Oletetaan, että induktorilla on induktanssi L henryä ja sisäinen vastus R ohmia, ja se on yhdistetty rinnalleen kondensaattorin kanssa, jonka kapasitanssi on C farad. Vaihtojännite V voltaa sovitetaan näiden rinnan kytkettyjen elementtien yli.

Tässä rinnakkaisvaihtovesipiirin konfiguraatiossa piirinvirta Ir on täydellisessä vaihekohtaisessa sopusoinnussa sovitettujen jännitteen kanssa vain, jos seuraavan yhtälön ilmaima ehto toteutuu.

Fasaorikaavio

Annetun piirin fasaorikaavio on näkyvissä alla:

Oletetaan, että induktorilla on induktanssi L henryä, jolla on luontainen vastus R ohmia, ja se on yhdistetty rinnalleen kondensaattorin kanssa, jonka kapasitanssi on C farad. Vaihtojännite V voltaa sovitetaan tämän induktorin ja kondensaattorin rinnan kytkettyyn kombinaatioon.

Tässä sähköjärjestelyssä piirinvirta Ir sijaitsee täsmälleen samaan vaiheeseen sovitettujen jännitteen kanssa, jos ja vain jos seuraavan yhtälön määrittelemä ehto on täytetty.

Jos R on hyvin pieni verrattuna L:ään, resonanssitaajuus on

Rinnakkaisvaihtovesin vaikutus

Rinnakkaisvaihtovesissa linjavirta Ir = IL cosϕ tai

Siksi piirinvastus on annettu seuraavasti:

Edellisen keskustelun pohjalta rinnakkaisvaihtovesistä voidaan tehdä seuraavat päätelmät:

Vastusominaisuudet

Rinnakkaisvaihtovesissa piirinvastus ilmenee puhtaasti vastuksena. Tämä johtuu siitä, että AC-piirissä induktoreille ja kondensaattoreille tyypillisesti ominaisia taajuudesta riippuvia termejä kumoavat toisensa, jättäen takanaan vain vastuskomponentin. Kun induktanssi (L) mitataan henryina, kapasitanssi (C) faradina ja vastus (R) ohmina, piirinvastus Zr ilmaistaan myös ohmine.

Korkea vastusarvo

Zr:n suuruus on huomattavan korkea. Rinnakkaisvaihtovesin kohdalla suhde L/C saavuttaa merkittävän arvon, mikä suoraan vaikuttaa piirin korkeaan vastukseen. Tämä korkea vastus on erottava piirre, joka erottaa rinnakkaisvaihtovesipiirejä muista.

Alhainen piirinvirta

Ottaen huomioon piirinvirran kaavan Ir = V/Zr ja ottaen huomioon Zr:n korkean arvon, tuloksena oleva piirinvirta Ir on hyvin pieni. Vaikka lähtevirta V olisi suhteellisen vakio, korkea vastus toimii vahvana esteenä virran virtaukselle, pitäen piiristä vedetyn virran minimissä.

Haarakuljetus vs. linjakuljetus

Kondensaattorin ja induktorin (spoolin) kautta kulkevat sähkövirrat ovat huomattavasti suurempia kuin linjavirta. Tämä johtuu siitä, että jokaisen yksittäisen haaraparin (induktori-vastusyhdistelmä ja kondensaattori) vastus on paljon alhaisempi kuin koko piirin vastus Zr. Tämän seurauksena näihin haaroihin voi virtua enemmän virtaa verrattuna piirin päälinjan kautta kulkevaan virtaan.

Hylkäävä piiri

Sen vuoksi, että se vetää minimaalisen virran ja tehon sähköverkosta, rinnakkaisvaihtovesipiiriä kutsutaan usein "hylkääväksi piiriksi". Se toimii tehokkaasti.